એડિબેટિક ઘાતાંક શું છે? વ્યવસાયિક સુરક્ષા સૂચનાઓ

વ્યાખ્યા

વર્ણવે છે એડિબેટિક પ્રક્રિયા, માં વહે છે. એડિયાબેટિક એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં વિચારણા હેઠળની સિસ્ટમ અને વચ્ચે કોઈ હીટ એક્સચેન્જ નથી પર્યાવરણ: .

પોઈસનનું સમીકરણ આના જેવું લાગે છે:

અહીં, ગેસ દ્વારા કબજે કરેલ વોલ્યુમ તેનું છે, અને મૂલ્યને એડિબેટિક ઘાતાંક કહેવામાં આવે છે.

પોઈસનના સમીકરણમાં એડિયાબેટિક ઘાતાંક

વ્યવહારુ ગણતરીઓમાં તે માટે તે યાદ રાખવું અનુકૂળ છે આદર્શ ગેસએડિયાબેટિક ઇન્ડેક્સ , ડાયાટોમિક એક માટે - અને ટ્રાયટોમિક એક માટે - સમાન છે.

સાથે શું કરવું વાસ્તવિક વાયુઓ, જ્યારે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાશું અણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો રમવાનું શરૂ કરે છે? આ કિસ્સામાં, અભ્યાસ હેઠળના દરેક ગેસ માટે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ પ્રાયોગિક રીતે મેળવી શકાય છે. આવી જ એક પદ્ધતિ 1819 માં ક્લેમેન્ટ અને ડેસોર્મ્સ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી. જ્યાં સુધી તેમાં દબાણ ન આવે ત્યાં સુધી અમે સિલિન્ડરને ઠંડા ગેસથી ભરીએ છીએ. પછી આપણે નળ ખોલીએ છીએ, ગેસ એડિબેટીક રીતે વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કરે છે, અને સિલિન્ડરમાં દબાણ વાતાવરણીય દબાણમાં આવે છે. ગેસને આજુબાજુના તાપમાને isochorically ગરમ કર્યા પછી, સિલિન્ડરમાં દબાણ વધીને . પછી એડિબેટિક ઘાતાંકની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ હંમેશા 1 કરતા વધારે હોય છે, તેથી, ગેસના એડિબેટિક કમ્પ્રેશન દરમિયાન - આદર્શ અને વાસ્તવિક બંને - નાના જથ્થામાં, ગેસનું તાપમાન હંમેશા વધે છે, અને વિસ્તરણ દરમિયાન ગેસ ઠંડુ થાય છે. એડિબેટિક પ્રક્રિયાની આ મિલકત, જેને ન્યુમેટિક ફ્લિન્ટ કહેવાય છે, તેનો ઉપયોગ ડીઝલ એન્જિનમાં થાય છે, જ્યાં જ્વલનશીલ મિશ્રણને સિલિન્ડરમાં સંકુચિત કરવામાં આવે છે અને તેના દ્વારા સળગાવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ તાપમાન. ચાલો થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમને યાદ કરીએ: , જ્યાં - , અને A એ તેના પર કરવામાં આવેલ કાર્ય છે. કારણ કે ગેસ દ્વારા કરવામાં આવેલ કામ માત્ર તેને બદલવા માટે જાય છે આંતરિક ઊર્જા- અને તેથી તાપમાન. પોઈસન સમીકરણમાંથી આપણે એડિબેટિક પ્રક્રિયામાં ગેસના કાર્યની ગણતરી માટે સૂત્ર મેળવી શકીએ છીએ:

અહીં n એ મોલ્સમાં ગેસનું પ્રમાણ છે, R એ સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક છે, T છે સંપૂર્ણ તાપમાનગેસ

એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે પોઈસનના સમીકરણનો ઉપયોગ માત્ર એન્જિનની ગણતરીમાં જ થતો નથી આંતરિક કમ્બશન, પણ રેફ્રિજરેશન મશીનોની ડિઝાઇનમાં.

તે યાદ રાખવું યોગ્ય છે કે પોઈસન સમીકરણ માત્ર એક સંતુલન એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું ચોક્કસ વર્ણન કરે છે જેમાં સતત વૈકલ્પિક સંતુલન અવસ્થાઓનો સમાવેશ થાય છે. જો વાસ્તવમાં આપણે સિલિન્ડરમાં વાલ્વ ખોલીએ જેથી ગેસ એડિબેટીક રીતે વિસ્તરે, તો ગેસના વમળો સાથે અસ્થિર ક્ષણિક પ્રક્રિયા ઊભી થશે, જે મેક્રોસ્કોપિક ઘર્ષણને કારણે મરી જશે.

સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો

ઉદાહરણ 1

વ્યાયામ

એક મોનોટોમિક આદર્શ ગેસ એડિબેટિકલી સંકુચિત હતો જેથી તેનું પ્રમાણ બમણું થાય. ગેસનું દબાણ કેવી રીતે બદલાશે?

ઉકેલ

મોનોટોમિક ગેસ માટે એડિબેટિક ઘાતાંક બરાબર છે. જો કે, તે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને પણ ગણતરી કરી શકાય છે:

જ્યાં R એ સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક છે, અને i એ ગેસના પરમાણુની સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી છે. મોનોટોમિક ગેસ માટે, સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી 3 છે: આનો અર્થ એ છે કે પરમાણુનું કેન્દ્ર બનાવી શકે છે આગળની હિલચાલત્રણ સંકલન અક્ષો.

તેથી, એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ:

ચાલો પોઈસન સમીકરણ દ્વારા એડિબેટિક પ્રક્રિયાની શરૂઆતમાં અને અંતમાં ગેસની સ્થિતિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરીએ:

જવાબ આપો

દબાણ 3.175 ગણું ઘટશે.

ઉદાહરણ 2

વ્યાયામ	ડાયાટોમિક આદર્શ ગેસના 100 મોલ્સ 300 K તાપમાને એડિબેટિકલી સંકુચિત હતા. તે જ સમયે, ગેસનું દબાણ 3 ગણું વધ્યું. ગેસનું કામ કેવી રીતે બદલાયું છે?
ઉકેલ	ડાયટોમિક પરમાણુની સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી, કારણ કે પરમાણુ ત્રણ સંકલન અક્ષો સાથે ભાષાંતરિત રીતે ખસેડી શકે છે અને બે અક્ષોની આસપાસ ફેરવી શકે છે.

કાર્યનો હેતુ: એડિબેટિક પ્રક્રિયાથી પરિચિત થાઓ, હવા માટે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ નક્કી કરો.

સાધનસામગ્રી: વાલ્વ, કોમ્પ્રેસર, પ્રેશર ગેજ સાથેનું સિલિન્ડર.

સૈદ્ધાંતિક પરિચય

એડિયાબેટિક પ્રક્રિયામાં થાય છે તે પ્રક્રિયા છે થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમપર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમય વિના. થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમધરાવતી સિસ્ટમ છે મોટી રકમકણો ઉદાહરણ તરીકે, એક વાયુ જેના પરમાણુઓની સંખ્યા એવગાડ્રો નંબર 6.02∙10 23 1/mol સાથે તુલનાત્મક છે. જો કે દરેક કણની હિલચાલ ન્યૂટનના નિયમોનું પાલન કરે છે, તેમાંના ઘણા એવા છે કે સિસ્ટમના પરિમાણો નક્કી કરવા માટે ગતિશીલ સમીકરણોની સિસ્ટમને હલ કરવી અશક્ય છે. તેથી, સિસ્ટમની સ્થિતિ થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમ કે દબાણ પી, વોલ્યુમ વી, તાપમાન ટી.

અનુસાર થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ, જે થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ, ગરમીમાં ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો છે પ્ર, સિસ્ટમને પૂરા પાડવામાં આવેલ, કામ કરવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે એઅને આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર Δ યુ

Q=A+ડી યુ. (1)

ગરમીથર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમમાં સ્થાનાંતરિત અસ્તવ્યસ્ત ગતિની ઊર્જાનો જથ્થો છે. ગરમીનો પુરવઠો તાપમાનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે: , ક્યાં n- ગેસનો જથ્થો, સાથે- પ્રક્રિયાના પ્રકાર પર આધાર રાખીને દાળની ગરમીની ક્ષમતા. આંતરિક ઊર્જાઆદર્શ ગેસ એ પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા છે. તે તાપમાનના પ્રમાણસર છે: , ક્યાં સી વિ- આઇસોકોરિક હીટિંગ દરમિયાન દાઢની ગરમીની ક્ષમતા. જોબદબાણ દળો દ્વારા વોલ્યુમમાં પ્રાથમિક ફેરફાર દબાણના ઉત્પાદન અને વોલ્યુમમાં ફેરફાર સમાન છે: dA= પીડીવી.

હીટ એક્સચેન્જ વિના થતી એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે ( પ્ર= 0), આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારને કારણે કામ થાય છે, A = −ડી યુ. એડિબેટિક વિસ્તરણ દરમિયાન, ગેસ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય હકારાત્મક છે, તેથી આંતરિક ઊર્જા અને તાપમાનમાં ઘટાડો થાય છે. જ્યારે સંકુચિત થાય છે, ત્યારે વિરુદ્ધ સાચું છે. બધી ઝડપથી બનતી પ્રક્રિયાઓને એકદમ સચોટ રીતે એડિબેટિક ગણી શકાય.

ચાલો આદર્શ ગેસની એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું સમીકરણ મેળવીએ. આ કરવા માટે, અમે પ્રાથમિક એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમનું સમીકરણ લાગુ કરીએ છીએ. dA= − dU,જે સ્વરૂપ લે છે РdV =−n С v dT. ચાલો આ વિભેદક સમીકરણમાં વધુ એક ઉમેરીએ, જે મેન્ડેલીવ-ક્લેપીરોન સમીકરણને અલગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે ( PV=νRT): PdV +VdP =nR dT.બે સમીકરણોમાંના એક પરિમાણને બાદ કરીને, ઉદાહરણ તરીકે, તાપમાન, આપણે અન્ય બે પરિમાણો માટે સંબંધ મેળવીએ છીએ. . એકીકૃત અને પોટેન્શિએટિંગ, અમે દબાણ અને વોલ્યુમના સંદર્ભમાં એડિબેટિક સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

P V g = const.

તેવી જ રીતે:

T V g -1 = const, P g -1 T -- g = const. (2)

અહીં – એડિબેટિક ઘાતાંક, ગુણોત્તર સમાનઆઇસોબેરિક અને આઇસોકોરિક હીટિંગ દરમિયાન ગેસની ગરમીની ક્ષમતા.

ચાલો મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતમાં એડિબેટિક ઘાતાંક માટે એક સૂત્ર મેળવીએ. વ્યાખ્યા પ્રમાણે દાળની ઉષ્મા ક્ષમતા એ પદાર્થના એક છછુંદરને એક કેલ્વિન દ્વારા ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ છે. આઇસોકોરિક હીટિંગ દરમિયાન, ગરમી ફક્ત આંતરિક ઊર્જા વધારવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે . ગરમીને બદલીને, આપણને મળે છે.

સતત દબાણની સ્થિતિમાં ગેસના આઇસોબેરિક હીટિંગ દરમિયાન, ગરમીનો વધારાનો ભાગ વોલ્યુમ ફેરફારના કામ પર ખર્ચવામાં આવે છે. . તેથી, ગરમીનું પ્રમાણ ( dQ = dU + dA) એક કેલ્વિન દ્વારા આઇસોબેરિક હીટિંગ દ્વારા મેળવેલ બરાબર હશે . હીટ કેપેસિટી ફોર્મ્યુલામાં બદલીને, આપણને મળે છે .

પછી એડિબેટિક ઘાતાંકસૂત્ર દ્વારા સૈદ્ધાંતિક રીતે નક્કી કરી શકાય છે

અહીં i – સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યાગેસના અણુઓ. આ અવકાશમાં પરમાણુની સ્થિતિ અથવા પરમાણુના ઘટક ઉર્જા ઘટકોની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે પૂરતા કોઓર્ડિનેટ્સની સંખ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, માટે મોનોએટોમિક પરમાણુગતિ ઊર્જાને ત્રણ સંકલન અક્ષો સાથે ગતિને અનુરૂપ ત્રણ ઊર્જા ઘટકોના સરવાળા તરીકે રજૂ કરી શકાય છે, i= 3. કઠોર ડાયટોમિક પરમાણુ માટે, વધુ બે ઊર્જા ઘટકો ઉમેરવા જોઈએ રોટેશનલ ચળવળ, કારણ કે અણુઓમાંથી પસાર થતા ત્રીજા અક્ષ વિશે કોઈ રોટેશનલ એનર્જી નથી. તેથી માટે ડાયટોમિક પરમાણુઓ i= 5. ડાયટોમિક ગેસ તરીકે હવા માટે, એડિબેટિક ઇન્ડેક્સનું સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય g = 1.4 જેટલું હશે.

એડિબેટિક ઘાતાંક ક્લેમેન્ટ-ડેસોર્મ્સ પદ્ધતિ દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરી શકાય છે. હવાને બલૂનમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે, તેને ચોક્કસ દબાણમાં સંકુચિત કરીને. આર 1, થોડું વધુ વાતાવરણ. જ્યારે સંકુચિત થાય છે, ત્યારે હવા સહેજ ગરમ થાય છે. સ્થાપના પછી થર્મલ સંતુલનબલૂન ચાલુ ટૂંકા સમયખુલ્લું આ વિસ્તરણ પ્રક્રિયામાં 1-2 દબાણ વાતાવરણમાં ઘટી જાય છે આર 2 =P atm, અને અભ્યાસ હેઠળ ગેસનો સમૂહ, જે અગાઉ સિલિન્ડરના જથ્થાના ભાગ પર કબજો કરે છે વી 1, વિસ્તરે છે, સમગ્ર સિલિન્ડરને કબજે કરે છે વી 2 (ફિગ. 1). હવાના વિસ્તરણની પ્રક્રિયા (1-2) ઝડપથી થાય છે, તે સમીકરણ (2) અનુસાર થાય છે.

. (4)

એડિબેટિક વિસ્તરણ પ્રક્રિયામાં, હવા ઠંડુ થાય છે. વાલ્વ બંધ કર્યા પછી, સિલિન્ડરની દિવાલો દ્વારા સિલિન્ડરમાં ઠંડી હવાને પ્રયોગશાળાના તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે. ટી 3 = ટી 1. આ એક આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા છે 2-3

. (5)

સમીકરણો (4) અને (5) એકસાથે ઉકેલવાથી, તાપમાનને બાદ કરતાં, આપણે સમીકરણ મેળવીએ છીએ , જેમાંથી એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવો જોઈએ γ . પ્રેશર સેન્સર નિરપેક્ષ દબાણને માપતું નથી, જે પ્રક્રિયાના સમીકરણોમાં લખાયેલ છે, પરંતુ વાતાવરણીય દબાણથી ઉપરનું વધારાનું દબાણ. એટલે કે આર 1 = Δ આર 1 +આર 2, અને આર 3 =Δ આર 3 +આર 2. વધુ પડતા દબાણ તરફ આગળ વધીએ છીએ, આપણને મળે છે . વાતાવરણીય દબાણની તુલનામાં વધારાનું દબાણ નાનું હોય છે આર 2. ચાલો આપણે સમીકરણની શરતોને સંબંધ અનુસાર શ્રેણીમાં વિસ્તૃત કરીએ . દ્વારા ઘટાડા પછી આર 2 આપણે એડિબેટિક ઘાતાંક માટે ગણતરી સૂત્ર મેળવીએ છીએ

. (6)

લેબોરેટરી ઇન્સ્ટોલેશન (ફિગ. 2) ગ્લાસ સિલિન્ડર ધરાવે છે, જે વાલ્વ દ્વારા વાતાવરણ સાથે વાતચીત કરે છે. વાતાવરણ. નળ ખુલ્લી રાખીને કોમ્પ્રેસર દ્વારા સિલિન્ડરમાં હવા પમ્પ કરવામાં આવે છે. TO. પંમ્પિંગ કર્યા પછી, હવાના લિકેજને ટાળવા માટે, નળ બંધ કરો.

કાર્ય પૂર્ણ કરી રહ્યા છીએ

1. સ્થાપનને 220 V નેટવર્ક સાથે જોડો.

સિલિન્ડરનો નળ ખોલો. કોમ્પ્રેસર ચાલુ કરો, 4-11 kPa ની રેન્જમાં વધુ દબાણ માટે હવા પંપ કરો. સિલિન્ડરનો નળ બંધ કરો. 1.5-2 મિનિટ રાહ જુઓ, દબાણ મૂલ્ય Δ રેકોર્ડ કરો આર 1 ટેબલ પર.

2. વાલ્વ ચાલુ કરો વાતાવરણજ્યાં સુધી તે ક્લિક ન કરે ત્યાં સુધી વાલ્વ ખુલે છે અને બંધ થાય છે. તાપમાનમાં ઘટાડા સાથે હવાનું એડિબેટિક પ્રકાશન થશે. સિલિન્ડર ગરમ થવા પર દબાણમાં વધારાનું નિરીક્ષણ કરો. માપ સૌથી વધુ દબાણ Δ આરથર્મલ સંતુલન સ્થાપિત થયા પછી 3. કોષ્ટકમાં પરિણામ લખો.

4-11 kPa ની રેન્જમાં પ્રારંભિક દબાણ બદલીને ઓછામાં ઓછા પાંચ વખત પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરો.

Δ આર 1, kPa
Δ આર 3, kPa
γ

ઇન્સ્ટોલેશન બંધ કરો.

3. ગણતરીઓ કરો. સૂત્ર (6) નો ઉપયોગ કરીને દરેક પ્રયોગમાં એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ નક્કી કરો. તેને કોષ્ટકમાં લખો. એડિયાબેટિક ઇન્ડેક્સનું સરેરાશ મૂલ્ય નક્કી કરો<γ >

4. સીધા માપ માટે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને રેન્ડમ માપન ભૂલનો અંદાજ કાઢો

. (7)

5. ફોર્મમાં પરિણામ લખો g = <g> ± ડીજી. આર= 0.9. સાથે પરિણામની સરખામણી કરો સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યડાયાટોમિક ગેસનું એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ g સિદ્ધાંત = 1,4.

તારણો દોરો.

પરીક્ષણ પ્રશ્નો

1. એડિબેટિક પ્રક્રિયાની વ્યાખ્યા આપો. એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ લખો. કમ્પ્રેશન અને વિસ્તરણની એડિબેટિક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ગેસના તાપમાનમાં થતા ફેરફારને સમજાવો.

2. પરિમાણો દબાણ - વોલ્યુમ માટે એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું સમીકરણ મેળવો.

3. પરિમાણો દબાણ - તાપમાન માટે એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું સમીકરણ મેળવો.

4. પરમાણુઓની સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યાને વ્યાખ્યાયિત કરો. આદર્શ ગેસની આંતરિક ઊર્જા પરમાણુઓના પ્રકાર પર કેવી રીતે આધાર રાખે છે?

5. ક્લેમેન્ટ – ડેસોર્મ્સ ચક્રમાં હવા સાથે પ્રક્રિયાઓ કેવી રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે, પ્રક્રિયાઓમાં દબાણ અને તાપમાન કેવી રીતે બદલાય છે?

6. એડિબેટિક ઇન્ડેક્સના પ્રાયોગિક નિર્ધારણ માટે ગણતરી સૂત્ર મેળવો.

સંબંધિત માહિતી.

કન્ટેનરના વિનાશ દરમિયાન હવાના આંચકા તરંગની આગળના દબાણની ગણતરી સૂત્રો (3.12), (3.45) અનુસાર હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાં બાદમાં મૂલ્ય aMQ v n ને E દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જેનું મૂલ્ય ગુણાંક b 1 = 0.3.

કન્ટેનરના વિનાશના પરિણામે ટુકડાઓના છૂટાછવાયા દ્વારા ગંભીર જોખમ ઊભું થયું છે. જાણીતા પ્રારંભિક ગતિ સાથેના ટુકડાની હિલચાલ ફોર્મના સમીકરણોની સિસ્ટમ દ્વારા વર્ણવી શકાય છે

\s\up15(x" = -\f((0C1S1 \b (x" -\f((0C2S2 \b (x"2 + y"2) (3.45)

જ્યાં m એ ટુકડાનો સમૂહ છે, kg C 1 , C 2 - ગુણાંક ખેંચોઅને ટુકડાનું પ્રશિક્ષણ બળ, અનુક્રમે S 1 , S 2 - ભાગની આગળની અને બાજુની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ, m 2 r 0 - હવાની ઘનતા, kg/m 3 ; ટુકડો; x, y - સંકલન અક્ષો.

સમીકરણોની આ સિસ્ટમનો ઉકેલ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 3.7.

ટુકડાઓની છૂટાછવાયા શ્રેણીના અંદાજ માટે અંદાજિત ગણતરીઓમાં, તેને સંબંધનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી છે

જ્યાં L m એ ટુકડાઓની મહત્તમ સ્કેટરિંગ રેન્જ છે, m V 0 - પ્રારંભિક ઝડપટુકડાઓની ઉડાન, m/s g = 9.81 m/s 2 - ફ્રી ફોલ પ્રવેગક.

માં ઉડતા ટુકડાઓના કેસ માટે સંબંધ (3.46) મેળવવામાં આવ્યો હતો વાયુહીન જગ્યા. મુ મોટી માત્રામાં V 0 તે L m ના મૂલ્યને વધારે પડતો અંદાજ આપે છે. આ રીતે નિર્ધારિત શ્રેણી L m કિંમત L * દ્વારા ઉપરથી મર્યાદિત હોવી જોઈએ.

L m £ L * = 238 3.47,

જ્યાં E એ વિસ્ફોટની ઉર્જા છે, J Q v tr એ TNT વિસ્ફોટની ગરમી છે (કોષ્ટક 2), J/kg ધાતુના શેલમાં TNT ચાર્જના વિસ્ફોટ દરમિયાન મેળવવામાં આવ્યા હતા. બોમ્બ, શેલો).

જો કન્ટેનર વિસ્ફોટ થાય છે સંકુચિત જ્વલનશીલ ગેસ સાથેવિસ્ફોટ ઊર્જા E, J, સંબંધ અનુસાર જોવા મળે છે

ઇ = + MQ v p 3.48,

જ્યાં M = awM 0 - વિસ્ફોટમાં ભાગ લેતો ગેસ, kg Q v p - જ્વલનશીલ ગેસના વિસ્ફોટની ગરમી, J/kg a, w - ગુણાંક (3.32), (3.45);

વિસ્ફોટ પહેલા કન્ટેનરમાં ગેસનો સમૂહ M 0 = Vr 0 છે, જ્યાં P 0, P g, V ના મૂલ્યો સૂત્ર (3.46) માં સમાન અર્થ ધરાવે છે, અને r 0 નું મૂલ્ય ગેસ છે વાતાવરણીય દબાણ પર ઘનતા.

વિભાગ 3.4 માં નોંધ્યા મુજબ, ગરમ પાણીના વિસ્ફોટ ઉત્પાદનોનો એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ g » 1.25. વધુ ચોક્કસ મૂલ્યોવિસ્ફોટના પરિણામોની ગણતરી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક વાયુઓના એડિબેટિક સૂચકાંકો કોષ્ટક 3.8 માં આપવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક 3.8

વિચારણા હેઠળના કિસ્સામાં, સંબંધ E » E uv + E osc + E t પણ ધરાવે છે, જ્યાં E એ વિસ્ફોટ ઊર્જા છે, E uv = b 1 E - હવાના આંચકાના તરંગની રચના પર ખર્ચવામાં આવેલી ઊર્જા, E osc = b 2 E - ટુકડાઓની ગતિ ઊર્જા , E t = b 0 E - ઉર્જા જઈ રહી છે થર્મલ રેડિયેશન. અહીંની માહિતી અનુસાર, સહગુણાંકો b 1 = 0.2, b 2 = 0.5, b 3 = 0.3.

હવાના આંચકા તરંગની આગળના દબાણની ગણતરી અને ટુકડાઓના વિખેરવાની શ્રેણી જાણીતા મૂલ્યોવિસ્ફોટ ઊર્જા E અને ગુણાંક b 1 , b 2 , b 3 એ નિષ્ક્રિય વાયુ સાથેના કન્ટેનરના વિસ્ફોટના માનવામાં આવેલા કેસ સાથે સામ્યતા દ્વારા આપવામાં આવે છે.

દબાણ હેઠળના ગેસ ધરાવતા જહાજો અને લિક્વિફાઇડ ગેસ ધરાવતા જહાજોના ડિપ્રેસ્યુરાઇઝેશન દરમિયાન થતી ઘટનાઓ વચ્ચેના તફાવતની નોંધ લેવી જરૂરી છે. જો પ્રથમ કિસ્સામાં મુખ્ય નુકસાનકારક પરિબળ શેલ ટુકડાઓ છે, તો પછી બીજામાં, ટુકડાઓ રચાય નહીં, કારણ કે જ્યારે લિક્વિફાઇડ ગેસવાળા સિલિન્ડરોની સીલ તૂટી જાય છે, ત્યારે ડિપ્રેસ્યુરાઇઝેશન સાથે તેમનું આંતરિક દબાણ લગભગ એકસાથે બાહ્ય દબાણ જેટલું બને છે અને પછી નાશ પામેલા બલૂનમાંથી લિક્વિફાઇડ ગેસના પર્યાવરણમાં પ્રવાહ અને તેના બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયાઓ. તદુપરાંત, વિસ્ફોટની ઘટનામાં, મુખ્ય નુકસાનકારક પરિબળોછે આઘાત તરંગઅને થર્મલ રેડિયેશન.

શિક્ષણ માટે ફેડરલ એજન્સી

સારાટોવ સ્ટેટ ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી

આદિભથ સૂચકનું નિર્ધારણ

એર માટે

પ્રયોગશાળા કાર્ય કરવા માટેની માર્ગદર્શિકા

અભ્યાસક્રમો દ્વારા "થર્મલ એન્જિનિયરિંગ", "ટેકનિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ

અને વિદ્યાર્થીઓ માટે હીટિંગ એન્જિનિયરિંગ

વિશેષતા 280201

દિવસનો સમય અને પત્રવ્યવહાર સ્વરૂપોતાલીમ

મંજૂર

સંપાદકીય અને પ્રકાશન પરિષદ

સારાટોવ્સજેમનું રાજ્ય

તકનીકી યુનિવર્સિટી

સારાટોવ 2006

કાર્યનો હેતુ: હવા માટે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સની પદ્ધતિ અને પ્રાયોગિક નિર્ધારણ સાથે પરિચિતતા, એડિબેટિક, આઇસોકોરિક અને કાર્યકારી પ્રવાહીની સ્થિતિમાં ફેરફારની આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયાઓ માટેના મૂળભૂત કાયદાઓનો અભ્યાસ.

મૂળભૂત ખ્યાલો

એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાઓ કાર્યકારી પ્રવાહી (ગેસ અથવા વરાળ) ની સ્થિતિને બદલવાની પ્રક્રિયાઓ છે જે તેમાંથી ગરમીના પુરવઠા અથવા દૂર કર્યા વિના થાય છે.

જરૂરી અને પૂરતી સ્થિતિએડિબેટિક પ્રક્રિયા એ વિશ્લેષણાત્મક અભિવ્યક્તિ છે dq =0, એટલે કે પ્રક્રિયામાં સંપૂર્ણપણે કોઈ હીટ ટ્રાન્સફર નથી, એટલે કે. q = 0. dq પર ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓ માટે =0 Tds =0, એટલે કે ds =0; આનો અર્થ એ છે કે ઉલટાવી શકાય તેવી એડિબેટિક પ્રક્રિયાઓ માટે s = const . બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઉલટાવી શકાય તેવી એડિબેટિક પ્રક્રિયા તે જ સમયે આઇસોએન્ટ્રોપિક છે.

એડિબેટિક પ્રક્રિયામાં મુખ્ય થર્મોડાયનેમિક પરિમાણોમાં ફેરફારોને લગતું સમીકરણ, એટલે કે એડિબેટિક સમીકરણનું સ્વરૂપ છે:

font-size:14.0pt">જ્યાં k - એડિબેટિક (આઇસેન્ટ્રોપિક) ઇન્ડેક્સ:

Font-size:14.0pt"> મુખ્ય થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો વચ્ચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરીને, એડિબેટિક સમીકરણ અન્ય સ્વરૂપમાં મેળવી શકાય છે:

font-size:14.0pt">નિર્ભરતા એ જ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે:

font-size:14.0pt">એડિયાબેટિક પ્રક્રિયામાં કામ થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમના સમીકરણ પરથી નક્કી કરી શકાય છે:

font-size:14.0pt">ક્યારે

font-size:14.0pt">અથવા

font-size:14.0pt">બદલી રહ્યું છે

font-size:14.0pt">અમને મળે છે:

font-size:14.0pt">બદલીને અને આ સમીકરણમાં, આપણને મળે છે, J/kg:

font-size:14.0pt">થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો વચ્ચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરીને, આપણે એડિબેટિક પ્રક્રિયાના સંચાલન માટે બીજી અભિવ્યક્તિ મેળવી શકીએ છીએ. તેને સમીકરણ (4) માં કૌંસમાંથી બહાર કાઢીને, આપણી પાસે હશે:

font-size:14.0pt">પરંતુ

font-size:14.0pt">પછી

font-size:14.0pt">માં એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું ગ્રાફિક પ્રદર્શન p - v - અને T - s -કોઓર્ડિનેટ્સ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યા છે.

પી માં - વી - એડિબેટિક વળાંક છે તે સંકલન કરે છે ઘાતાંકીય કાર્ય, ક્યાંથી , જ્યાં a એ સ્થિર મૂલ્ય છે.

પી માં - વી - કોઓર્ડિનેટ્સમાં, એડિયાબેટ હંમેશા ઇસોથર્મ કરતાં વધુ ઊંચો હોય છે, કારણ કે EN-US style="font-size:16.0pt"">cp> cv . પ્રક્રિયા 1-2 વિસ્તરણને અનુરૂપ છે, પ્રક્રિયા 1-2¢ - સંકોચન. માં એડિયાબેટિક વળાંક હેઠળ સાઇટનો વિસ્તાર p,v - કોઓર્ડિનેટ્સ એડિબેટિક પ્રક્રિયાના કાર્યની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન છે (“એલ "ફિગ. 1 માં).

T - s માં -કોઓર્ડિનેટ્સ, એડિબેટિક વળાંક છે ઊભી રેખાસાથે. પ્રક્રિયા વળાંક હેઠળનો વિસ્તાર અધોગતિગ્રસ્ત છે, જે એડિબેટિક પ્રક્રિયાની શૂન્ય ગરમીને અનુરૂપ છે.

ફિગ.1. ગેસની સ્થિતિ બદલવાની એડિયાબેટિક પ્રક્રિયા

p -v - અને T -s - આકૃતિઓમાં

હીટ એન્જિનમાં કામ કરતા પ્રવાહી સાથે થતી વાસ્તવિક પ્રક્રિયાઓ એડિબેટિક પ્રક્રિયાની નજીક હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, હીટ એન્જિનના ટર્બાઇન અને સિલિન્ડરોમાં વાયુઓ અને વરાળનું વિસ્તરણ, હીટ એન્જિન અને રેફ્રિજરેશન મશીનોના કોમ્પ્રેસરમાં વાયુઓ અને વરાળનું સંકોચન.

આશરે કદ k તાપમાન અવલંબનની અવગણના કરીને ગેસ (અથવા મિશ્રણમાંના મુખ્ય વાયુઓ) ની અણુશક્તિ પરથી અંદાજ લગાવી શકાય છે:

મોનોટોમિક વાયુઓ માટે: font-size:14.0pt">ડાયાટોમિક વાયુઓ માટે: font-size:14.0pt">ટ્રાયટોમિક અને પોલીઆટોમિક વાયુઓ માટે: .

મુ જાણીતી રચનાગેસ, એડિબેટિક ઇન્ડેક્સની ગણતરી તાપમાનના આધારે ગરમીની ક્ષમતાના ટેબ્યુલેટેડ મૂલ્યોમાંથી બરાબર કરી શકાય છે.

એડિબેટિક ઘાતાંકને થર્મોડાયનેમિક્સના વિભેદક સંબંધો પરથી પણ નક્કી કરી શકાય છે. આદર્શ ગેસ સિદ્ધાંતથી વિપરીત, થર્મોડાયનેમિક્સના વિભેદક સમીકરણો તેને મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. સામાન્ય પેટર્નવાસ્તવિક વાયુઓ માટે પરિમાણોમાં ફેરફાર. થર્મોડાયનેમિક્સના વિભેદક સમીકરણો થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ અને બીજા નિયમોના સંયુક્ત સમીકરણના આંશિક તફાવત દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

font-size:14.0pt">એક સાથે અનેક સ્ટેટ પેરામીટર્સ દ્વારા.

ઉપકરણ વિભેદક સમીકરણોથર્મોડાયનેમિક્સ, ખાસ કરીને, વાસ્તવિક વાયુઓની ગરમીની ક્ષમતાઓ માટે સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ સંબંધો સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

તેમાંથી એક સ્વરૂપનો સંબંધ છે:

font-size:14.0pt">સંબંધ (7) ગરમીની ક્ષમતાઓ વચ્ચે જોડાણ સ્થાપિત કરે છે cp, cv અને મૂળભૂત પરિમાણ ફેરફારો p અને v એડિબેટિક પ્રક્રિયામાં font-size:14.0pt">અને ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા

એડિયાબેટિક ઘાતાંકને ધ્યાનમાં લેતા, સમીકરણ (7) ને આ રીતે ફરીથી લખી શકાય છે:

font-size:14.0pt">છેલ્લી અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ એડિબેટિક ઇન્ડેક્સને પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવા માટે કરી શકાય છે.

પ્રાયોગિક પ્રક્રિયા

સમીકરણ (8) નો ઉપયોગ કરીને પૂરતા પ્રમાણમાં દુર્લભ વાસ્તવિક વાયુઓના સાચા એડિબેટિક ઇન્ડેક્સને નિર્ધારિત કરવા માટે, થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો p ના ચોક્કસ માપન જરૂરી છે,વી, ટી અને તેમના આંશિક ડેરિવેટિવ્ઝ. પરંતુ જો આપણે નાના મર્યાદિત વધારાને સમીકરણ (8) માં બદલીએ, તો ક્યારે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સનું સરેરાશ મૂલ્ય આના જેટલું હશે:

https://pandia.ru/text/79/436/images/image034_1.gif" width="12" height="23 src=">font-size:14.0pt">ક્યારે p2=rbar, એટલે કે, બેરોમેટ્રિક દબાણ સમાન,

ફોન્ટ-સાઇઝ:14.0pt">જ્યાં p u 1, p u 3 - રાજ્યો 1, 3 માં વધારાનું દબાણ.

તે સ્પષ્ટ છે કે વધારાના દબાણમાં ઘટાડો સાથેр u 1 મૂલ્ય કિ.મી વાતાવરણીય હવાના સાચા મૂલ્યનો સંપર્ક કરશે.

લેબોરેટરી ઇન્સ્ટોલેશન (ફિગ. 2) માં સતત વોલ્યુમ જહાજ 1, ટેપ્સ 2, 3 છે. કોમ્પ્રેસર દ્વારા જહાજમાં હવાને પમ્પ કરવામાં આવે છે 4. જહાજમાં હવાનું દબાણ માપવામાં આવે છેયુ -આકારનું પ્રેશર ગેજ 5. જહાજ ઇસોથર્મલ નથી, તેથી તેમાંની હવા ગરમીના વિનિમયના પરિણામે પર્યાવરણ સાથે સંતુલિત તાપમાનની સ્થિતિ ધારે છે. જહાજમાં હવાનું તાપમાન 0.01 ના વિભાજન મૂલ્ય સાથે પારાના થર્મોમીટર 6 નો ઉપયોગ કરીને નિયંત્રિત થાય છે.° સે.

position:absolute;z-index: 3;left:0px;margin-left:179px;margin-top:126px;width:50px;height:50px">

ફિગ.2. સૂચક નક્કી કરવા માટે લેબોરેટરી સેટઅપનો ડાયાગ્રામ

એર એડિબેટ્સ: 1 - જહાજ; 2, 3 - નળ; 4 - કોમ્પ્રેસર;

5 - યુ-આકારનું દબાણ ગેજ; 6 - થર્મોમીટર

આકૃતિ 3 પ્રયોગ દરમિયાન હવામાં થતી થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ દર્શાવે છે: પ્રક્રિયા 1-2 - જ્યારે તે જહાજમાંથી આંશિક રીતે મુક્ત થાય ત્યારે હવાનું એડિબેટિક વિસ્તરણ; 2-3 - આજુબાજુના તાપમાને હવાનું આઇસોકોરિક હીટિંગ; 1-3 - હવાના ઇસોથર્મલ વિસ્તરણની અસરકારક (પરિણામી) પ્રક્રિયા.

(ડીવી)એસ

T=const

position:absolute;z-index: 20;left:0px;margin-left:70px;margin-top:173px;width:124px;height:10px">

(Dv)T

position:absolute;z-index: 14;left:0px;margin-left:187px;margin-top:104px;width:10px;height:40px">

s=const

font-size:14.0pt">કાર્ય સલામતીની આવશ્યકતાઓ

જ્યારે અમલ આ કામનીત્યાં કોઈ ખતરનાક અને હાનિકારક પરિબળો નથી અને ઊભી થઈ શકતા નથી. જો કે, મેન્યુઅલી સંચાલિત કોમ્પ્રેસર સાથેના જહાજમાં દબાણ ધીમે ધીમે કોમ્પ્રેસર ફ્લાયવ્હીલને ફેરવીને વધારવું જોઈએ. આ પ્રેશર ગેજમાંથી પાણીને પછાડતા અટકાવશે.

કાર્યની કામગીરી માટેની પ્રક્રિયા

ઇન્સ્ટોલેશન ડાયાગ્રામથી તમારી જાતને પરિચિત કરો અને ઓપરેશન માટે તેની તૈયારી નક્કી કરવા માટે તેનું નિરીક્ષણ કરો.

બેરોમીટરથી નક્કી કરો અને માપન રિપોર્ટમાં વાતાવરણીય દબાણ pbar, તાપમાન રેકોર્ડ કરો t અને પ્રયોગશાળામાં સંબંધિત ભેજ. ઓપન ટેપ 2 (ફિગ. 2) અને ટેપ 3 બંધ સાથે, કોમ્પ્રેસર 4 ના ફ્લાયવ્હીલને ફેરવીને, જહાજ 1 માં હવા પંપ કરો. ઉપર નોંધ્યા પ્રમાણે, p u 1 શક્ય તેટલું નાનું હોવું જોઈએ. તેથી, જહાજમાં થોડું વધારે દબાણ સર્જીને, હવા પુરવઠો બંધ કરો અને વાલ્વ 2 બંધ કરો.

પ્રેશર ગેજ 5 ના સતત રીડિંગ્સ દ્વારા પુરાવા મળ્યા મુજબ, પર્યાવરણ સાથે થર્મલ સંતુલન સ્થાપિત કરવા માટે જરૂરી અમુક સમય માટે દબાણ જાળવવામાં આવે છે. p મૂલ્ય લખો u 1. પછી ખોલો અને જ્યારે તમે પહોંચો વાતાવરણીય દબાણતરત જ નળ બંધ કરો 3. એડિબેટિક વિસ્તરણ અને સમાપ્તિ પછી ઠંડકના પરિણામે જહાજમાં બાકી રહેલી હવા પર્યાવરણમાંથી ગરમીના આઇસોકોરિક સપ્લાયને કારણે ગરમ થવાનું શરૂ કરશે. આ પ્રક્રિયા જહાજમાં p થી દબાણમાં નોંધપાત્ર વધારો દ્વારા જોવા મળે છે u 3. પ્રયોગને 5 વખત પુનરાવર્તિત કરો.

પ્રાપ્ત પરિણામો કોષ્ટક 1 ના સ્વરૂપમાં માપન પ્રોટોકોલમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

કોષ્ટક 1

t,°C	pu 1, Pa	pu 3, Pa

પ્રાયોગિક પરિણામોની પ્રક્રિયા

વ્યાયામ:

1. (8) અને એર એડિબેટિક ઇન્ડેક્સના સંભવિત (સરેરાશ) મૂલ્ય અનુસાર દરેક પ્રયોગમાં એડિબેટિક ઇન્ડેક્સના મૂલ્યો નક્કી કરો:

font-size:14.0pt">જ્યાં એન - પ્રયોગોની સંખ્યા,

અને મેળવેલ મૂલ્યની કોષ્ટક સાથે સરખામણી કરો (કોષ્ટક 2):

ફોન્ટ-સાઇઝ:14.0pt">2. એડિબેટિક વિસ્તરણની પ્રક્રિયાઓ, હવાના અનુગામી આઇસોકોરિક હીટિંગ અને અસરકારક ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ કરો, જે પ્રથમ બે વાસ્તવિક પ્રક્રિયાઓનું પરિણામ છે.

કોષ્ટક 2

સામાન્ય સ્થિતિમાં શુષ્ક હવાના ભૌતિક ગુણધર્મો

તાપમાન t, °C	ગરમી ક્ષમતા, kJ/(kmol× K)	માસ ગરમી ક્ષમતા, kJ/(kg× K)	વોલ્યુમેટ્રિક ગરમી ક્ષમતા, kJ/(m3× K)	એડિયાબેટિક ઘાતાંક k
બપોરે થી મી	vm સાથે m	બપોરે થી	vm સાથે	¢pm થી	¢ vm સાથે

આ કરવા માટે, પ્રયોગોની સંખ્યા કરતાં વધુ થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો p, T ની સરેરાશ કરવી જરૂરી છે. લાક્ષણિકતા બિંદુઓ 1, 2, 3 (ફિગ. 3) અને તેમાંથી કેલરી લાક્ષણિકતાઓની ગણતરી કરો: ગરમી, કાર્ય, આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર, એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર અને દર્શાવેલ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓમાં એન્ટ્રોપી. વાસ્તવિક આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયાની કેલરી લાક્ષણિકતાઓ (ગણતરી કરાયેલ સંબંધોમાંથી ગણવામાં આવતી લાક્ષણિકતાઓ) અને અસરકારક ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા (લાક્ષણિકતાઓ કે જે એડિબેટિક અને આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાઓની અનુરૂપ લાક્ષણિકતાઓનો સરવાળો છે) ની તુલના કરો.

તારણો દોરો.

દિશાઓ:

આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાના સમીકરણનું સ્વરૂપ છે:

font-size:14.0pt">નિર્ધારણ ભૂલની ગણતરી

એડિયાબેટિક સૂચકના મૂલ્યો

1. સંપૂર્ણ અને સંબંધિત ભૂલો પ્રાયોગિક નિર્ધારણએડિબેટિક ઇન્ડેક્સ k (9), (10) અને ટેબ્યુલર ડેટા અનુસાર સૂત્રો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

font-size:14.0pt">જ્યાં k ટેબલ – એડિબેટિક ઘાતાંકનું કોષ્ટક મૂલ્ય.

2. અધિક દબાણ p માપવાના પરિણામોના આધારે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવામાં સંપૂર્ણ ભૂલ u 1 અને p u 3 (9) સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે:

font-size:14.0pt">જ્યાં D r u = D r u 1 = D r u 3 - સંપૂર્ણ ભૂલદ્વારા અતિશય દબાણ માપનયુ -આકારનું પ્રેશર ગેજ, જે 1 મીમી પાણી જેટલું લઈ શકાય છે. કલા.

માપન પરિણામોના આધારે એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવામાં સંબંધિત ભૂલ, %:

font-size:14.0pt">સ્વ-પરીક્ષણ પ્રશ્નો

1. એડિબેટિક અને આઇસેન્ટ્રોપિક પ્રક્રિયાઓની વિભાવનાઓમાં તફાવત સૂચવો.

2. કયા થર્મોડાયનેમિક જથ્થાને એડિબેટિક ઘાતાંક કહેવામાં આવે છે? સમજાવો ભૌતિક અર્થએડિબેટિક ઇન્ડેક્સ.

3. ઉપકરણ વિશે અમને કહો પ્રાયોગિક સેટઅપઅને પ્રાયોગિક પદ્ધતિ.

4. શા માટે એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે, શરત ઉપરાંત q =0, વધારાની શરત લાદવામાં આવી છે dq = 0?

5. એડિબેટિક સમીકરણો લખો.

6. એડિબેટિક પ્રક્રિયાના સંચાલન માટે અભિવ્યક્તિ મેળવો.

7. તમામ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓમાં આંતરિક ઊર્જામાં થતા ફેરફાર માટે અભિવ્યક્તિ લખો અને સમજાવો.

8. માં એન્થાલ્પી ફેરફાર માટે અભિવ્યક્તિ લખો અને સમજાવો સામાન્ય દૃશ્ય.

9. સામાન્ય સ્વરૂપમાં એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર માટે અભિવ્યક્તિ લખો. ચોક્કસ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ માટે સરળ અભિવ્યક્તિઓ મેળવો.

10. આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા કેવી રીતે વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને તેના સમીકરણો, કાર્ય અને ગરમી શું છે?

11. તે શું લાક્ષણિકતા ધરાવે છે? ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા, અને તેના સમીકરણ, કાર્ય, ગરમી શું છે?

12. ગેસની સ્થિતિ બદલવાની ચોક્કસ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાને શું કહે છે? તેમની યાદી બનાવો.

13. થર્મોડાયનેમિક્સના વિભેદક સમીકરણોના સિદ્ધાંતનો સાર શું છે? થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ અને બીજા નિયમોનું સંયુક્ત સમીકરણ લખો.

14. એડિબેટિક વળાંક અંદર દોરો p - v - અને T - s - કોઓર્ડિનેટ્સ. શા માટે માંપી - વી - કોઓર્ડિનેટ્સમાં શું એડિયાબેટ હંમેશા ઇસોથર્મ કરતા વધારે છે?

15. થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓના વળાંક હેઠળના વિસ્તારો શું દર્શાવે છે p - v - અને T - s -coordinates?

16. માં આઇસોકોર વળાંક દોરો

17. માં ઇસોથર્મ વળાંક દોરો p - v - અને T - s -coordinates.

સાહિત્ય

1. કિરીલિન થર્મોડાયનેમિક્સ. , . 3જી આવૃત્તિ, સુધારેલ. અને વધારાના એમ. નૌકા, 19с.

2. નેશચોકિન થર્મોડાયનેમિક્સ અને હીટ ટ્રાન્સફર: યુનિવર્સિટીઓ માટે પાઠ્યપુસ્તક. . 3જી આવૃત્તિ, સુધારેલ. અને વધારાના એમ. સ્નાતક શાળા, 19 સે.

3. ગોર્ટીશોવ અને થર્મોફિઝિકલ પ્રયોગની તકનીક. , ; દ્વારા સંપાદિત . M: Energoatomizdat, 1985. P.35-51.

4. થર્મલ એન્જિનિયરિંગ: યુનિવર્સિટીઓ માટે પાઠ્યપુસ્તક. દ્વારા સંપાદિત . 2જી આવૃત્તિ, સુધારેલ. M. Energoatomizdat, 19с.

વાયુ માટે આદિભથ સૂચકનું નિર્ધારણ

પ્રયોગશાળા કાર્ય કરવા માટેની માર્ગદર્શિકા

અભ્યાસક્રમો દ્વારા "થર્મલ એન્જિનિયરિંગ", "ટેકનિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ

અને હીટિંગ એન્જિનિયરિંગ ", "હાઇડ્રોલિક્સ અને હીટ એન્જિનિયરિંગ"

દ્વારા સંકલિત: SEDELKIN વેલેન્ટિન મિખાઈલોવિચ

કુલેશોવ ઓલેગ યુરીવિચ

કાઝંતસેવા ઇરિના લિયોનીડોવના

સમીક્ષક

લાયસન્સ ID નંબર 000 તારીખ 11/14/01

પ્રિન્ટીંગ ફોર્મેટ 60´ 84 1/16 માટે સહી કરેલ છે

બૂમ. પ્રકાર શરતી પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી l શૈક્ષણિક એડ. l

પરિભ્રમણ ઓર્ડર ફ્રી

સારાટોવ સ્ટેટ ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી

સારાટોવ, પોલિટેખ્નિચેસ્કાયા સેન્ટ., 77

RIC SSTU પર મુદ્રિત. સારાટોવ, પોલિટેખ્નિચેસ્કાયા સેન્ટ., 77

પણ જુઓ "ભૌતિક પોર્ટલ"

એડિયાબેટિક ઘાતાંક(ક્યારેક કહેવાય છે પોઈસનનો ગુણોત્તર) - પર ગરમીની ક્ષમતાનો ગુણોત્તર સતત દબાણ() સતત વોલ્યુમ પર ગરમીની ક્ષમતા (). ક્યારેક તે પણ કહેવાય છે આઇસેન્ટ્રોપિક વિસ્તરણ પરિબળ. નિયુક્ત ગ્રીક અક્ષર(ગામા) અથવા (કપ્પા). અક્ષર પ્રતીકનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ શાખાઓમાં થાય છે. હીટ એન્જિનિયરિંગમાં, લેટિન અક્ષરનો ઉપયોગ થાય છે.

સમીકરણ:

, એ ગેસની ઉષ્મા ક્ષમતા છે, ગેસની ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા (ઉષ્માની ક્ષમતા અને એકમ સમૂહનો ગુણોત્તર) છે અને અનુક્રમે સતત દબાણ અથવા સતત વોલ્યુમની સ્થિતિ સૂચવે છે.

આ સંબંધને સમજવા માટે, નીચેના પ્રયોગને ધ્યાનમાં લો:

નિશ્ચિત પિસ્ટન સાથે બંધ સિલિન્ડરમાં હવા હોય છે. અંદરનું દબાણ બહારના દબાણ જેટલું છે. આ સિલિન્ડર ચોક્કસ, જરૂરી તાપમાને ગરમ થાય છે. જ્યારે પિસ્ટન ખસેડી શકતું નથી, ત્યારે સિલિન્ડરમાં હવાનું પ્રમાણ યથાવત રહે છે, જ્યારે તાપમાન અને દબાણ વધે છે. જ્યારે જરૂરી તાપમાન પહોંચી જાય છે, ત્યારે હીટિંગ બંધ થાય છે. આ ક્ષણે, પિસ્ટન "મુક્ત" છે અને, આનો આભાર, પર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમય વિના બહારની તરફ જવાનું શરૂ કરે છે (હવા એડિબેટીક રીતે વિસ્તરે છે). કામ કરતી વખતે, સિલિન્ડરની અંદરની હવા અગાઉ પહોંચેલા તાપમાનની નીચે ઠંડુ થાય છે. હવાને એવી સ્થિતિમાં પરત કરવા માટે જ્યાં તેનું તાપમાન ફરીથી ઉપર દર્શાવેલ જરૂરી મૂલ્ય સુધી પહોંચે (પિસ્ટન હજુ પણ "મુક્ત" સાથે), હવાને ગરમ કરવી આવશ્યક છે. બહારથી આ હીટિંગ માટે લગભગ 40% સપ્લાય કરવું જરૂરી છે (ડાયાટોમિક ગેસ - હવા માટે) વધુઅગાઉના હીટિંગ દરમિયાન (પિસ્ટન ફિક્સ્ડ સાથે) પૂરી પાડવામાં આવતી હતી તેના કરતા ગરમી. આ ઉદાહરણમાં, નિશ્ચિત પિસ્ટન સાથે સિલિન્ડરને પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ પ્રમાણસર છે, જ્યારે કુલ જથ્થોગરમીનું ઇનપુટ પ્રમાણસર છે. આમ, આ ઉદાહરણમાં એડિબેટિક ઘાતાંક 1.4 છે.

અને વચ્ચેના તફાવતને સમજવાની બીજી રીત એ છે કે જ્યારે સિસ્ટમ પર કામ કરવામાં આવે ત્યારે તે લાગુ પડે છે કે જેને તેનું વોલ્યુમ બદલવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે (એટલે કે, પિસ્ટનની હિલચાલ દ્વારા જે સિલિન્ડરની સામગ્રીને સંકુચિત કરે છે), અથવા જો કામ કરવામાં આવે છે. સિસ્ટમ પર તેનું તાપમાન બદલીને (એટલે કે, સિલિન્ડરમાં ગેસને ગરમ કરીને, જે પિસ્ટનને ખસેડવા માટે દબાણ કરે છે). માત્ર ત્યારે જ લાગુ પડે છે - અને આ અભિવ્યક્તિ ગેસ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય સૂચવે છે - શૂન્યની બરાબર છે. ચાલો નિશ્ચિત પિસ્ટન સાથે હીટ ઇનપુટ અને ફ્રી પિસ્ટન સાથે હીટ ઇનપુટ વચ્ચેના તફાવતને ધ્યાનમાં લઈએ. બીજા કિસ્સામાં, સિલિન્ડરમાં ગેસનું દબાણ સ્થિર રહે છે, અને ગેસ બંને વિસ્તરણ કરશે, વાતાવરણ પર કામ કરશે, અને તેની આંતરિક ઊર્જા (વધતા તાપમાન સાથે) વધારશે; બહારથી પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમી માત્ર આંશિક રીતે ગેસની આંતરિક ઊર્જાને બદલવા તરફ જાય છે, જ્યારે બાકીની ગરમી ગેસ દ્વારા કામ કરવા તરફ જાય છે.

વિવિધ વાયુઓ માટે એડિયાબેટિક ઘાતાંક
ગતિ.	ગેસ	γ	ગતિ.	ગેસ	γ	ગતિ.	ગેસ	γ
−181 °સે	એચ 2	1.597	200 °સે	સૂકી હવા	1.398	20°C	ના	1.400
−76 °C		1.453	400 °C		1.393	20°C	N2O	1.310
20°C		1.410	1000 °C		1.365	−181 °સે	એન 2	1.470
100 °સે		1.404	2000 °C		1.088	15 °સે	એન 2	1.404
400 °C		1.387	0°સે	CO2	1.310	20°C	Cl2	1.340
1000 °C		1.358	20°C		1.300	−115 °C	સીએચ 4	1.410
2000 °C		1.318	100 °સે		1.281	−74 °C		1.350
20°C	તેમણે	1.660	400 °C		1.235	20°C		1.320
20°C	H2O	1.330	1000 °C		1.195	15 °સે	NH 3	1.310
100 °સે		1.324	20°C	CO	1.400	19 °સે	ને	1.640
200 °સે		1.310	−181 °સે	O2	1.450	19 °સે	Xe	1.660
−180 °C	અર	1.760	−76 °C		1.415	19 °સે	ક્ર	1.680
20°C	અર	1.670	20°C		1.400	15 °સે	SO 2	1.290
0°સે	સૂકી હવા	1.403	100 °સે		1.399	360°C	Hg	1.670
20°C		1.400	200 °સે		1.397	15 °સે	C2H6	1.220
100 °સે		1.401	400 °C		1.394	16 °સે	C 3 H 8	1.130

આદર્શ ગેસ માટેના સંબંધો

આદર્શ ગેસ માટે, ગરમીની ક્ષમતા તાપમાન પર આધારિત નથી. તદનુસાર, એન્થાલ્પી તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે અને આંતરિક ઊર્જા તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. આમ, આપણે એમ પણ કહી શકીએ કે એડિબેટિક ઘાતાંક એ એન્થાલ્પી અને આંતરિક ઊર્જાનો ગુણોત્તર છે:

બીજી તરફ, ઉષ્માની ક્ષમતાને એડિબેટિક ઘાતાંક () અને સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક (): દ્વારા પણ વ્યક્ત કરી શકાય છે:

તે કોષ્ટક મૂલ્યો વિશે માહિતી શોધવા માટે ખૂબ મુશ્કેલ હોઈ શકે છે, જ્યારે કોષ્ટક મૂલ્યોવધુ વખત આપવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં તમે ઉપયોગ કરી શકો છો નીચેનું સૂત્રવ્યાખ્યાયિત કરવા માટે:

મોલ્સમાં પદાર્થનું પ્રમાણ ક્યાં છે.

સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીનો ઉપયોગ કરીને સંબંધો

આદર્શ ગેસ માટે એડિબેટિક ઘાતાંક () ને ગેસના પરમાણુઓની સ્વતંત્રતા () ડિગ્રીની સંખ્યાના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે:

અથવા

થર્મોડાયનેમિક અભિવ્યક્તિઓ

અંદાજિત સંબંધોનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલા મૂલ્યો (ખાસ કરીને), ઘણા કિસ્સાઓમાં, પ્રાયોગિક ઇજનેરી ગણતરીઓ માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સચોટ નથી, જેમ કે પાઇપલાઇન્સ અને વાલ્વ દ્વારા પ્રવાહ દરની ગણતરી. તેનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે પ્રાયોગિક મૂલ્યોઅંદાજિત સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલો કરતાં. કડક સંબંધ મૂલ્યોની ગણતરી આ રીતે વ્યક્ત કરાયેલા ગુણધર્મોમાંથી નક્કી કરીને કરી શકાય છે:

મૂલ્યો માપવા માટે સરળ છે, જ્યારે માટેના મૂલ્યો આના જેવા સૂત્રોમાંથી નક્કી કરવા જોઈએ. અહીં જુઓ ( અંગ્રેજી) વધુ મેળવવા માટે વિગતવાર માહિતીગરમીની ક્ષમતાઓ વચ્ચેના સંબંધો પર.

એડિયાબેટિક પ્રક્રિયા

દબાણ ક્યાં છે અને ગેસનું પ્રમાણ છે.

એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ મૂલ્યનું પ્રાયોગિક નિર્ધારણ

પેસેજ દરમિયાન ગેસના નાના જથ્થામાં પ્રક્રિયાઓ થતી હોવાથી ધ્વનિ તરંગ, એડિબેટિકની નજીક છે, એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ ગેસમાં અવાજની ગતિને માપીને નક્કી કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ અને ગેસમાં અવાજની ગતિ નીચેના અભિવ્યક્તિ દ્વારા સંબંધિત હશે:

એડિબેટિક ઘાતાંક ક્યાં છે; - બોલ્ટ્ઝમેન સતત; - સાર્વત્રિક ગેસ સતત; - કેલ્વિનમાં સંપૂર્ણ તાપમાન; - પરમાણુ વજન; - દાઢ સમૂહ.

એડિબેટિક ઘાતાંકનું મૂલ્ય પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવાની બીજી રીત ક્લેમેન્ટ-ડેસોર્મ્સ પદ્ધતિ છે, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર શૈક્ષણિક હેતુઓઅમલ કરતી વખતે પ્રયોગશાળા કામ. પદ્ધતિ બે ક્રમિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા એક રાજ્યમાંથી બીજા રાજ્યમાં પસાર થતા ગેસના ચોક્કસ સમૂહના પરિમાણોના અભ્યાસ પર આધારિત છે: એડિબેટિક અને આઇસોકોરિક.

લેબોરેટરી સેટઅપમાં પ્રેશર ગેજ સાથે જોડાયેલ કાચની બોટલ, નળ અને રબરના બલ્બનો સમાવેશ થાય છે. બલ્બનો ઉપયોગ બલૂનમાં હવાને પંપ કરવા માટે થાય છે. ખાસ ક્લેમ્પ સિલિન્ડરમાંથી હવાના લિકેજને અટકાવે છે. પ્રેશર ગેજ સિલિન્ડરની અંદર અને બહારના દબાણમાં તફાવતને માપે છે. વાલ્વ સિલિન્ડરમાંથી હવાને વાતાવરણમાં છોડી શકે છે.

સિલિન્ડરને શરૂઆતમાં વાતાવરણીય દબાણ અને ઓરડાના તાપમાને રહેવા દો. કાર્ય કરવાની પ્રક્રિયાને બે તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાંના દરેકમાં એડિબેટિક અને આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.

1 લા સ્ટેજ:
નળ બંધ કરીને, સિલિન્ડરમાં પંપ કરો નાની માત્રાહવા અને ક્લેમ્બ સાથે નળીને ક્લેમ્બ કરો. તે જ સમયે, સિલિન્ડરમાં દબાણ અને તાપમાન વધશે. આ એક એડિબેટિક પ્રક્રિયા છે. સમય જતાં, સિલિન્ડરમાં દબાણ ઘટવાનું શરૂ થશે કારણ કે સિલિન્ડરમાં ગેસ સિલિન્ડરની દિવાલો દ્વારા ગરમીના વિનિમયને કારણે ઠંડુ થવાનું શરૂ કરશે. આ કિસ્સામાં, દબાણ ઘટશે કારણ કે વોલ્યુમ બાંધવામાં આવશે. આ એક આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા છે. સિલિન્ડરની અંદર હવાનું તાપમાન આસપાસના હવાના તાપમાન જેટલું ન થાય ત્યાં સુધી રાહ જોયા પછી, અમે પ્રેશર ગેજ રીડિંગ્સ રેકોર્ડ કરીશું.

2 જી તબક્કો:
હવે 1-2 સેકન્ડ માટે 3 ટેપ ખોલો. બલૂનમાંની હવા એડિબેટીક રીતે વાતાવરણીય દબાણમાં વિસ્તરશે. તે જ સમયે, સિલિન્ડરમાં તાપમાન ઘટશે. પછી અમે નળ બંધ કરીએ છીએ. સમય જતાં, સિલિન્ડરમાં દબાણ વધવાનું શરૂ થશે કારણ કે સિલિન્ડરમાં ગેસ સિલિન્ડરની દિવાલો દ્વારા ગરમીના વિનિમયને કારણે ગરમ થવાનું શરૂ કરશે. આ કિસ્સામાં, દબાણ સતત વોલ્યુમ પર ફરીથી વધશે. આ એક આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા છે. સિલિન્ડરની અંદર હવાનું તાપમાન આસપાસના હવાના તાપમાન સાથે સરખાવે ત્યાં સુધી રાહ જોયા પછી, અમે પ્રેશર ગેજ રીડિંગ રેકોર્ડ કરીએ છીએ. 2 તબક્કાની દરેક શાખા માટે, તમે અનુરૂપ એડિયાબેટિક અને આઇસોકોર સમીકરણો લખી શકો છો. પરિણામ એ સમીકરણોની સિસ્ટમ છે જેમાં એડિબેટિક ઘાતાંકનો સમાવેશ થાય છે. તેમનો અંદાજિત ઉકેલ નીચેના તરફ દોરી જાય છે ગણતરી સૂત્રઇચ્છિત મૂલ્ય માટે.