Постоянные в уравнение Ван-дер-Ваальса:
a - учитывает силы притяжения между молекулами (давление на стенку уменьшается, т.к. есть силы, втягивающие молекулы приграничного слоя внутрь).
b — силы отталкивания (из общего объёма вычитаем объём, занимаемый молекулами).
Коэффициент теплового расширения — величина, характеризующая относительную величину изменения объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении.
µ - коэффициент, который количественно определяет эффект Джоуля – Томпосона [µ] = Град/атмос.
ΔP = P1 –P2 [P] = н ·с = Па
P1 – область повышенного давления
P2 – область атмосферного давления
ΔТ – изменения температуры углекислого газа [T] = cº
R – Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль · К)
а, b – постоянные в уравнение Ван-дер-Ваальса [a] = [b] =
ТИНВ ТКР -значение температуры углекислого газа в критической точке (температура инверсии углекислого газа)
Схема установки.
1. Водяная рубашка трубы(сосуд с водой).
2. Важная часть трубки.
3. Трубки(основной элемент установки).
4. Пористая перегородка(стеклянная пористая пробка с множеством узких и длинных каналов для оптимизации потока газа).
5. Теплообменник (в нём греют газ до Т воды).
6. Магистраль.
7. Кран для подачи или закрытия потока газа.
8. Редуктор для регулировки давления в магистрали 6.
9. Баллон.
11. Термопара.
12. Индикатор отображающий измерения термопары.
13. Индикатор дифференциальной термопары.
14. Пульт
15. Дифференциальная термопара (Температура до и после).
16. Манометр (Измеряет давление).
Основные расчетные формулы:
1) Коэффициент Джоуля-Томпсона для определения коэффициентов
Ван-дер-Ваальса «а» и «b»
Где: Т- температура газа (ºС)
Р- давление газа (Па)
R- универсальная газовая постоянная (Дж/(моль*К)
2)
3)
Погрешности измерений.
Прямых измерений.
∆T = 0.01ºC.
∆p = 0.05 Па.
Косвенных измерений.
∆a = = 0,658
∆b= = 0,012
Таблица№1
Физ. Величина |
Т |
Р1 |
Р2 |
Р |
Т |
|
b |
a |
ТИНВ |
ТКР |
Ед. измерений Номер опыта |
К |
Па |
Па |
Па |
К |
К/Па |
|
|
К |
К |
1 |
293 |
900000 |
100000 |
800000 |
274,13 |
0,0003 |
0,04 |
39 |
234.7 |
35,205 |
2 |
293 |
800000 |
100000 |
700000 |
274,11 |
0,00035 |
0,06 |
78 |
375,5 |
56,325 |
3 |
293 |
700000 |
100000 |
600000 |
274,11 |
0,0004 |
0,05 |
274 |
1433,5 |
215,025 |
4 |
293 |
600000 |
100000 |
500000 |
274,11 |
0,0005 |
0,046 |
313 |
1637,6 |
245,55 |
5 |
293 |
500000 |
100000 |
400000 |
274,09 |
0,0006 |
0,08 |
235 |
706,9 |
106,035 |
6 |
313 |
900000 |
100000 |
800000 |
273,99 |
0,0003 |
0,14 |
31 |
53,3 |
7,995 |
7 |
313 |
800000 |
100000 |
700000 |
274,01 |
0,00035 |
0,069 |
245 |
856,6 |
128,19 |
8 |
313 |
700000 |
100000 |
600000 |
273,99 |
0,0004 |
0,085 |
306 |
84,6 |
12,99 |
9 |
313 |
600000 |
100000 |
500000 |
273,98 |
0,0005 |
0,46 |
122 |
63,8 |
9,57 |
10 |
313 |
500000 |
100000 |
400000 |
273,98 |
0,0006 |
0,02 |
61 |
734 |
110 |
11 |
343 |
900000 |
100000 |
800000 |
273,86 |
0,0003 |
0,01 |
86 |
2069,8 |
310,47 |
12 |
343 |
800000 |
100000 |
700000 |
273,85 |
0,00035 |
0,09 |
17 |
45,5 |
6,825 |
13 |
343 |
700000 |
100000 |
600000 |
273,85 |
0,0004 |
0,106 |
61,7 |
140 |
2 |
14 |
343 |
600000 |
100000 |
500000 |
273,85 |
0,0005 |
0.076 |
34 |
107,7 |
16,159 |