Чипс, филиал УрГупс

Кафедра ЕНД

Работа 15

Определение теплоемкости воздуха

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: познакомиться с процессом изобарического нагревания воздуха, определить молярную теплоемкость воздуха при изобарическом нагревании.

Оборудование: нагреватель, компрессор, термопара с мультиметром, блок питания, амперметр и вольтметр.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Теплоемкость – это теплофизический параметр веществ, определяемый как………

Молярная теплоемкость равна ……

Для газов, в отличие от твердых и жидких тел, теплоемкость зависит от вида происходящего с газом термодинамического процесса нагревания. Это связано с тем, что, согласно первому началу термодинамики _{…………………….}

теплота расходуется не только на повышение внутренней энергии dU, то есть на повышение температуры, но и на работу изменения объема газа.

При изохорическом нагревании газа изменения объема нет и теплота идет только на повышение внутренней энергии, dQ = dU. Для идеального газа, внутренняя энергия – это кинетическая энергия молекул …………………. Откуда молярная теплоемкость при изохорическом нагревании идеального газа равна:

При изобарическом нагревании газа в условиях постоянного давления дополнительно часть теплоты расходуется на работу изменения объема ……

………………….. Поэтому полученное количество теплоты будет равно ……

……………………... Откуда молярная теплоемкость при изобарическом нагревании равна:

Здесь i – число степеней свободы молекулы газа. Это число ………………

Двухатомные молекулы воздуха имеют 5 степеней свободы.

Экспериментальное измерение молярной теплоемкости воздуха производится с помощью калориметра, через который непрерывной струей пропускается воздух. Уравнение теплового баланса имеет вид…………….

Для исключения неизвестной мощности тепловых потерь q нужно провести опыты при разном расходе воздуха, но при одинаковом повышении температуры. Тогда расчетная формула для молярной теплоемкости принимает вид:

.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Повышение температуры D Т, К
Расход воздуха m, мг/с
Сила тока I, мА
Напряжение U, В
Мощность N=IU, Вт

Пример расчета мощности электронагревателя N=IU = ………..

График зависимости потребляемой мощности от расхода воздуха

N, Вт

μ, мг/с

Расчет среднего значения молярной теплоемкости:

₌

Оценка случайной погрешности измерения

=……………

Результат измерения молярной теплоемкости С_Р =………±………, P = 90%.

Расчет теоретического значения молярной теплоемкости = …… …….

Выводы.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ