Описание экспериментальной установки

Э кспериментальная установка схематично изображена на рисунке 5. Она представляет собой полый цилиндр 1, изготовленный из гетинакса (вещества, плохо проводящего тепло). Внутри цилиндра находится плотно спрессованный войлок 2, который выполняет роль пористой перегородки. Изменение давления газа перед перегородкой осуществляется путем нагнетания воздуха при помощи компрессора 3. Величина избыточного давления измеряется стрелочным манометром 4, а регулировка давления газа осуществляется при помощи вентиля 5. Ординарная термопара Е1 служит для измерения температуры газа перед пористой перегородкой. Возникающая вследствие эффекта Джоуля-Томсона разность температур до и после пористой перегородки измеряется при помощи дифференциальной копель-хромелевой термопары Е2 по формуле:

, (10)

где - ТЭДС на концах термопары. Величина ТЭДС измеряется при помощи цифрового мультиметра. При этом коммутация термопар Е1 и Е2 осуществляется при помощи тумблера с надписями «Е1» и «Е2», укреплённого на передней панели установки.

При снятии показаний со шкалы манометра следует помнить, что она проградуирована в единицах «грамм сила на квадратный сантиметр»^¹ ( ). Перевести такие технические единицы измерения давления в систему СИ можно так:

Ход выполнения работы.

Включите компрессор и вольтметр (тумблеры 1 и 2), а тумблер 3 переведите в положение «Е₂».
При помощи вентиля 4 установите давление воздуха перед перегородкой .
Спустя 5 – 7 минут снимите показания вольтметра (ТЭДС, соответствующая разности температур до и после пористой перегородки).
В ыключите компрессор и снова измерьте величину ТЭДС.
Включив компрессор, повторите описанные действия не менее пяти раз.
Повторите эксперимент, устанавливая перепад давления до и после перегородки равным 0,15 и 0,2 МПа.
Для каждого значения по формуле (10) рассчитайте величины , , , среднее значение коэффициента Джоуля-Томсона: , где i – номер опыта, N – количество опытов.
Сравните полученные результаты с табличными данными (для ).