Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика лабораторные.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
24.08.2019
Размер:
18.94 Mб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

материала, обладающего малой теплопроводностью. Пористая перегородка 2 расположена в конце трубки и представляет собой стеклянную пористую пробку со множеством узких и длинных каналов. Пористость и толщина пробки подобраны так, чтобы обеспечить оптимальный поток газа при перепаде давлений до 10 атм; при этом в результате эффекта Джоуля-Томсона создается достаточная разность температур. Газ

поступает в трубку из теплообменника, в котором нагревается до температуры воды в термостате. Температура воды измеряется термопарой 5 и отображается на индикаторе 7, разность температур до и после перегородки измеряется дифференциальной термопарой 4 и отображается на индикаторе 6.

Газ поступает в систему из баллона 13 через редуктор 12, который позволяет регулировать давление газа в магистрали. Кран 10 позволяет перекрыть поток газа, давление контролируется манометром 11.

Термостат управляется с пульта 7. Пульт содержит задатчик температуры (в С), переключатели "НАГРЕВ" и "ЦИРК". Переключатель "НАГРЕВ" включает режим поддержания температуры воды внутри термостата равной заданной, при выключенном переключателе "НАГРЕВ" температура воды устанавливается равной комнатной. Индикацией включения нагрева является окрашивание в красный цвет изображения ТЭНа внутри термостата. Переключатель "ЦИРК" включает или выключает циркуляцию воды через водяную рубашку трубы 3. Индикацией включения циркуляции является вращение крыльчатки насоса внутри термостата.

В процессе протекания через пористую перегородку газ испытывает существенное трение, приводящее к ее нагреву. Потери энергии на нагрев трубки в начале процесса могут быть очень существенными и сильно искажают ход явления. После того как температура трубки установится и газ станет уносить с собой все выделенное им в перегородке тепло, формула [1] становится точной, если, конечно,

теплоизоляция трубки достаточно хороша и не происходит утечек тепла наружу через ее стенки.

ЗАДАНИЕ

1.Запустите работу.

2.Установите на пульте термостата температуру регулирования 20С, включите термостат в режим "НАГРЕВ" и "ЦИРК".

3.Откройте регулирующий вентиль 8 настолько, чтобы избыточное давление

составило 8 10 атм. Запишите показания манометра. Откройте кран 7.

4. Через несколько минут после подачи давления, когда полностью затухнут переходные процессы, запишите показания дифференциального термометра.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

5. При помощи вентиля 8 установите давление на 1 атм. меньше первоначального. Через несколько минут, когда установятся давление и разность температур, вновь запишите показания манометра и дифференциального термометра.

Результаты измерений занести в таблицу:

Физ. величина

Т

Р1

Р2

Р

Т

 

 

 

a

 

b

ТИНВ

ТКР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ед. измерений

оС

Па

Па

Па

оС

o

C Па

Н м

4

м

3

К

К

Номер опыта

 

моль2

моль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2 – атмосферное

давление Р2 = 1 атм 105 Па,

 

 

 

 

 

 

Р1 – менять (10, 8, 6, 4, 2 атм.).

 

 

 

6.

Проведите измерения для нескольких (5-7) значений давления при комнатной

температуре.

 

 

 

 

Т

7.

Отложив

полученные

точки

на графике

 

T f P ,

по

наклону

графика

определите

 

коэффициент

Джоуля-Томсона для выбранной вами

tg =

 

 

 

 

 

 

температуры.

 

 

 

 

Р

8.Окончив измерения при комнатной температуре, закройте кран 10 и установите на термостате температуру 4050 C.

9.Когда температура установится и установка войдет в стационарный режим, повторите измерения, как указано в пунктах 3-7.

10.Окончив измерения, проделайте такие же измерения, как указано в пунктах 3—7,

для температуры 7080 C.

11. Используя формулу

 

T

 

2a RT b

( СP 41 Дж/ моль К )

и

 

 

P

 

CP

 

 

экспериментальные данные, полученные при трех значениях температуры, определите постоянные a и b для углекислого газа по двум парам температур.

Найдите ТИНВ и ТКР для углекислого газа при помощи формул

T

2 a

T

 

4

T

 

 

ИНВ

R b

КР

 

27

ИНВ

 

 

 

 

12. Сравните полученные значения с табличными (табличные данные соответствуют измерению при критической температуре).

Что можно сказать на основании ваших измерений ТИНВ и ТКР о точности уравнения Ван-дер-Ваальса?