Вопросы и задания для самоконтроля
Дать определение основных термодинамических процессов.
Как графически изображаются на p- и Т-s диаграммах изохора, изобара, изотерма, адиабата?
Написать формулы соотношений между параметрами p, и T для каждого из процессов идеального газа.
Объяснить, почему понижается температура при расширении газа в изобарном процессе.
Почему в адиабатном процессе расширения газа температура убывает, а при сжатии повышается?
Объяснить характер взаимного расположения на p- диаграмме изотермы и адиабаты, проведенных из одной точки, при расширении и сжатии газа.
По каким уравнениям вычисляется изменение энтропии в основных термодинамических процессах?
Почему на построенных графиках изохорного процесса расчетная изохора не совпадает с экспериментальной?
Лабораторная работа № 2 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОЛИТРОПЫ РАСШИРЕНИЯ ВОЗДУХА |
Назначение работы. Определение показателя политропы расширения воздуха с помощью экспериментальной установки.
З адание
Провести экспериментальное исследование политропного процесса на установке.
Определить значение показателя политропы расширения воздуха.
Построить графики процессов, происходящих в установке.
Основные понятия
Из уравнения политропного процесса 1-2 (рис. 2.1)
|
|
(2.1) |
следует, что для определения величины показателя политропы достаточно знать давление и удельный объем газа в начале и конце процесса.
Логарифмируя уравнение (2.1), получим
|
|
|
,откуда
|
|
(2.2) |
.
Экспериментальное
определение показателя политропы на
основе этой формулы затруднительно,
так как измерить удельный объем воздуха
достаточно сложно. Поэтому формулу
(2.2) целесообразно представить в другом
виде так, чтобы приходилось измерять
только давление. Возможность такого
преобразования легко установить,
рассмотрев рис. 2.1, на котором кроме
политропного процесса расширения 1-2
изображен изохорный процесс 2-3 нагревания
воздуха до температуры
,
равной
.
Для изотермы 1-3
.
Но
,
поэтому
.
С учетом последнего соотношения формулу (2.2) можно записать в виде
|
|
(2.3) |
.
Формула
(2.3) является расчетной. Из нее следует,
что для определения показателя политропы
необходимо измерить давление в начале
и конце политропного расширения (
и
)
и давление (
)
в конце последующего изохорного
нагревания воздуха до температуры
окружающей среды
)
Экспериментальная установка
Принципиальная схема экспериментальной установки показана на рис. 2.2. В состав установки входит металлический бак 3 вместимостью 40 л, оснащенный краном 4 для выпуска воздуха, U-образный жидкостный манометр 2 для
измерения избыточного давления в баке, ручной насос 1 для нагнетания воздуха.
П
араметры
состояния атмосферного воздуха в
лаборатории во время проведения опыта
регистрируются термометром и барометром.