4. Обработка экспериментальных данных

4.1. Массовый расход воздуха составляет

,

где плотность воздуха при нормальных физических условиях (t_н = 0 °C, р_н = 0,1013 МПа)

4.2. Учитывая, что электрическая мощность нагревательной спирали N и теплота Q, затраченная на нагрев воздуха, практически равны (η_т = 0,98), то Nη_т = Q.

4.3. Средняя массовая теплоемкость при р = const и v = const определяется по формулам:

,

.

4.4. Средняя объемная теплоемкость для этого же интервала температур:

кДж/(м³ · К),

.

0. 4.5. Учитывая, что для изменения температуры , а также приняв за начало отсчета энтальпии , найдем энтальпию воздуха на выходе из нагревателя

1. 

0. 4.6. Показатель адиабаты

Расчеты необходимо проводить для трех режимов нагрева воздуха, значения усреднить.

Используя результаты эксперимента необходимо построить зависимость

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию “теплоёмкость тела в данном процессе”.

2. Что называется средней и истинной теплоёмкостью газов? Объяснить с помощью ct - диаграммы.

3. Представить вывод соотношений для определения теплоёмкости c_р, c_v, , , c_рт, c_vт, , , μc_p, μc_v. Указать связь между ними.

4. Чем отличаются теплоёмкости идеальных и реальных газов? В каких случаях можно принимать теплоёмкость газов величиной постоянной и не зависящей от внешних условий (давления и температуры).

5. Записать выражение для линейной и нелинейной зависимости теплоёмкости от температуры. Объяснить смысл коэффициентов а, b, с.

6. Изложите методику экспериментального определения теплоёмкости методом проточного калориметра.

7. Как определить среднюю теплоёмкость в интервале от t₁ до t₂ пользуясь таблицами теплоёмкостей от 0 °C до t °C?

8. В чём разница практического определения теплоёмкости газа по формулам истинной и средней теплоёмкости в пределах изменения температуры от t₁ до t₂?

9. Рассчитать теплоёмкости c_р, c_v, , , μc_p, μc_v, k, R для азота.

10. Написать уравнение для расчёта количества теплоты, выраженное через среднюю теплоёмкость. Представить и объяснить диаграмму сt.

11. Какие преимущества и недостатки молекулярно-кинетической теории.

12. Почему теплоёмкость газа уменьшается при увеличении молекулярной массы? Как это объяснить физически?

13. Объясните физическую причину зависимости теплоемкости реальных газов от давления и температуры?

14. Почему теплоёмкость при р = const больше, чем в процессе v = const. Какими уравнениями связаны между собой эти теплоёмкости?

15. Как определить объемную и массовую теплоёмкости газов по его мольной теплоёмкости?

16. Покажите на примере зависимость теплоёмкости газа от особенностей термодинамического процесса?

17. Используя I закон термодинамики представьте вывод уравнения Майера для массовой и мольной теплоёмкости.

18. Почему мольная теплоёмкость газа μc_p, μc_v изменяется с увеличением атомности газа? Какова их величина?

19. Почему разность мольных теплоемкостей μc_p, μc_v для всех газов и смесей величина постоянная, а разность массовых теплоемкостей c_p - c_v зависит от рода газа?

20. В каких пределах может измениться величина теплоёмкости газа и какой фактор наиболее существенно на неё влияет?

21. Рассчитать теплоёмкости c_р, c_v, , , μc_p, μc_v для CH₄.

22. Определите теплоёмкости с_р и с_v для воздуха при t = 200 °С и t = 1200 °C.

23. Как определяется с_{р см}, c_{v см}, R_см “k”| для газовой смеси.

24. В чем преимущества квантовой теории теплоёмкости? Как в соответствии с этой теорией определить μc_p, μc_v, μR.

СОДЕРЖАНИЕ

1	Теоретическое введение	3
1.1	Истинная и средняя теплоемкость	5
1.2	Связь между массовой с, объемной с´ и мольной μс теплоемкостями
1.3	Элементы молекулярно-кинетической (МКТ) и квантовой теории теплоемкости
1.3.1	Молекулярно-кинетическая теория
1.4	Показатель адиабаты и его зависимость от температуры
1.5	Теплоемкость газовых смесей
1.6	Элементы квантовой теории теплоемкости
2	Лабораторная установка
3	Порядок проведения работы
4	Обработка экспериментальных данных
	Контрольные вопросы

16