Адиабат экспонентын хүснэгт. Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

Лабораторийн ажил

АГААРЫН АДИАБАТЫН ҮЗҮҮЛЭГЧИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ

Дасгал хийх

    Клемент-Дезормесийн аргаар агаарын адиабат индексийг тодорхойлно.

    Адиабатын индексийн олж авсан утгыг түүнтэй харьцуул онолын үнэ цэнэавсан хэмжилтийн үнэн зөв, ашигласан аргын найдвартай байдлын талаар дүгнэлт гаргана.

Төхөөрөмж ба дагалдах хэрэгсэл

Даралт хэмжигч ба насосоор агаарын адиабат индексийг тодорхойлох суурилуулалт.

Ерөнхий мэдээлэл

Адиабат гэдэг нь энэ систем болон гадаад орчны хооронд дулааны солилцоо байхгүй термодинамик системээр хийгддэг процесс юм.

Адиабат процесс дахь системийн төлөвийг тодорхойлсон тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

энд ба хийн даралт ба эзэлхүүн нь адиабатын индекс;

Адиабатын илтгэгч нь тогтмол даралт ба тогтмол эзэлхүүн дэх хийн дулааны багтаамжийн харьцаатай тэнцүү тооны коэффициент юм.

Үүний физик утга нь изобар процесст хийг 1 К-аар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ () нь изохорик процесст ижил зорилгоор шаардагдах дулааны хэмжээнээс () хэд дахин их байгааг харуулдаг.

Тохиромжтой хийн хувьд адиабатын индексийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Хаана би- хийн молекулуудын чөлөөт байдлын зэрэг.

Адиабат процессыг хийгээр гүйцэтгэхийн тулд түүний хамгийн тохиромжтой дулаан тусгаарлалтыг шаарддаг бөгөөд энэ нь бодит нөхцөлд бүрэн гүйцэд боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч бид энэ ажилд туршилтын тохируулга нь адиабат процессыг зөвшөөрдөг гэж бид таамаглах болно.

Суурилуулалтын тодорхойлолт

Агаарын адиабатын индексийг тодорхойлох суурилуулалт (Зураг 1) нь резин болон шилэн хоолойгоор холбогдсон шилэн сав 1, шингэний даралт хэмжигч 2, насос 3 зэргээс бүрдэнэ. Савыг агаар мандалтай холбохын тулд савны хүзүүг цорго 4 бүхий таглаагаар хаадаг. Шахуурга нь цорго хаагдах үед савны даралтыг өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд даралт хэмжигч нь энэ өөрчлөлтийг хэмжих боломжийг олгодог.

Аргын онол

Туршилтын явцад агаарын төлөв байдлын бүх өөрчлөлтийг чанарын хувьд Зураг дээр үзүүлэв. 2.

Туршилтын мөн чанар нь агаарыг өөр өөр мужид шилжүүлэх явдал юм янз бүрийн процессуудболон дүн шинжилгээ хийх чанарын өөрчлөлтүүдэдгээр мужууд (илүү нарийвчлалтай, хөлөг онгоцны агаарын даралтын өөрчлөлт). Сав дахь агаарын анхны төлөв (0 цэг) (хавхлага 4 нээлттэй) нь атмосферийн даралттай тэнцүү даралт p 0, эзэлхүүн V 0 ба температур T 0, тэнцүү температур орчин.

Цоргог хааснаар насосны тусламжтайгаар саванд илүүдэл даралтыг бий болгодог: энэ тохиолдолд адиабат шахалтыг мэдэрч буй агаар эхний төлөвт ордог (1-р цэг). Энэ төлөв нь параметрүүдээр тодорхойлогддог , мөн, нэгэн зэрэг (хийн адиабат шахалт нь түүний халаалт дагалддаг).

Шахуурга ажиллахаа больсны дараа савны хананд дулаан солилцоо хийснээс болж хийн температур анхны температур хүртэл буурч, түүний даралтыг бага зэрэг бууруулдаг. Үүний үр дүнд хөлөг онгоцонд атмосферийн даралтыг тодорхой хэмжээгээр давсан даралт үүсдэг. Энэ хийн хоёр дахь төлөв (2-р цэг) нь параметрүүдээр тодорхойлогддог , Мөн .

Хэрэв цоргыг богино хугацаанд нээж, хаавал савны хий нь адиабатаар өргөжиж (дулаан солилцох цаг байхгүй тул) даралт нь бараг тэр даруй тэнцүү болно. атмосферийн даралт. Энэхүү хийн гурав дахь төлөв (3-р цэг) нь параметрүүдээр тодорхойлогддог бөгөөд нэгэн зэрэг (хийн адиабат шахалт нь түүний хөргөлт дагалддаг).

Сав дахь цоргыг хаасны дараа нэн даруй агаарыг халаах изохорик процесс нь гадаад орчинтой дулаан солилцох замаар түүний даралт бага зэрэг нэмэгдэж эхэлдэг. Үүний үр дүнд хөлөг онгоцонд даралтыг бий болгож, атмосферийн даралттай харьцуулахад тодорхой хэмжээгээр нэмэгддэг. Энэхүү хийн дөрөв дэх төлөв (4-р цэг) нь параметрүүдээр тодорхойлогддог , Мөн .

Адиабатын индекс нь илүүдэл даралтын утгууд болон бүрэн тодорхойлогддог.

2 ба 3-р төлөвийн хувьд адиабат процесс дахь хийн төлөвийн тэгшитгэлийг гарган авах харьцаа нь дараах байдалтай байна.

. (4)

3 ба 4-р мужуудын хувьд Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэлийг ашиглан хамаарлыг (Чарльзын хууль) гаргаж болно.

Үүнийг харгалзан үзвэл ,,, илэрхийлэл (4)-ийг (3)-д орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

. (6)

Сүүлчийн илэрхийлэлийн логарифмыг авч үзвэл бид дараахь зүйлийг авна.

. (7)

Хэзээ гэдэг нь мэдэгдэж байна Үүнийг харгалзан үзвэл бид үүнийг бичиж болно

, (8)

хаанаас үүнийг дагадаг

. (9)

Даралт хэмжигчээр хэмжсэн савны илүүдэл даралт нь даралт хэмжигч хоолойн хоёр тохой дахь шингэний h түвшний зөрүүтэй пропорциональ байна (2-р зургийг үз). Энэ нөхцөл байдлыг харгалзан илэрхийлэл (9) эцсийн хэлбэрээ авна.

Хоолойн шингэний гадаргуугийн муруйлтыг харгалзан түвшинг хэмждэг. Уншихын тулд шингэний гадаргуу дээрх шүргэгчтэй давхцаж буй хуваарийн хуваалтыг авна.

Ажлын дараалал

1. Цорго хаалттай үед шахуургыг ашиглан саванд илүүдэл даралтыг үүсгэнэ (шингэнийг даралт хэмжигч хоолойноос амархан түлхэж болох тул гэнэтийн хөдөлгөөнөөс зайлсхийх хэрэгтэй).

2. Даралт хэмжигч дэх шингэний түвшин байрлалаа өөрчлөхөө болих хүртэл хүлээгээд тэдгээрийн зөрүүг h 1 гэж тоолно.

3. Агаарыг гаргахын тулд хавхлагыг онгойлгож, шингэний түвшин анхны байрлалаа давах үед (шахахаас өмнө) хурдан хаа.

4. Даралт хэмжигч дэх шингэний түвшин байрлалаа өөрчлөхөө болих хүртэл хүлээж, тэдгээрийн зөрүүг h 2 тоолно.

    Туршилтыг 5-аас доошгүй удаа давтаж, олж авсан үр дүнг 1-р хүснэгтэд тэмдэглэнэ.

Хүснэгт 1

6. Томъёо (10) ашиглан адиабатын индексийн тооцоог дундаж утгыг ( )даралт хэмжигч дэх шингэний түвшний ялгаа.

8. Адиабатын индексийн утгуудын итгэлийн интервалыг онолын утгатай харьцуулж, авсан хэмжилтийн нарийвчлал, ашигласан аргын найдвартай байдлын талаар дүгнэлт гарга.

Алдааг тооцоолох

1. Энэ ажилд санамсаргүй алдааны үүрэг их байгаа тул харьцангуй бага учраас багажийн алдааг үл тоомсорлох хэрэгтэй.

Санамсаргүй алдааг Оюутны аргыг ашиглан тооцдог.

2. Адиабатын индексийг хэмжих нийт харьцангуй алдаа:

.

3. Адиабатын индексийг хэмжих нийт үнэмлэхүй алдаа:

Үр дүнг бөөрөнхийлж, дараах хэлбэрээр бичнэ.

Хийсэн хэмжилт, тооцооллын үнэн зөвийг агаарын адиабатын индексийн үнэ цэнэ ба онолын утгын итгэлцлийн интервалын "давхцал" -аар баталгаажуулах ёстой.

Аюулгүй байдлын асуултууд

1. Изохор, изобар, изотерм процессыг тодорхойлно уу. Эдгээр процессуудыг p-V координатын тэнхлэгт графикаар дүрсэл. Эдгээр үйл явц дахь идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг бичиж, холбогдох физик хэмжигдэхүүний утгыг тайлбарла.

2. Адиабат процессыг тодорхойлно уу. Энэ процессыг p-V координатын тэнхлэгт графикаар дүрсэл.

Энэ процесс дахь хийн төлөвийн тэгшитгэлийг (Пуассоны тэгшитгэл) бичиж, түүнд орсон физик хэмжигдэхүүний утгыг тайлбарла.

3. Адиабатын илтгэгч гэж юу вэ? Түүний онолын үнэ цэнийг хэрхэн тодорхойлох вэ? 4. Найрлагыг тайлбарлана уутуршилтын тохиргоо

агаарын адиабатын индексийг тодорхойлох журам.

5. Термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг томъёол. 6. Бодисын дотоод энерги гэж юу вэ? Дотоод энерги гэж юу вэ?хамгийн тохиромжтой хий

7. Бодисын дулаан багтаамжийг тодорхойлно уу. Бодисын хувийн болон молийн дулааны багтаамж юу вэ? Төрөл бүрийн изопроцесс дахь идеал хийн молийн дулаан багтаамж хэд вэ?

8. Идеал хийн изохор, изотерм, изобар, адиабат процесст гүйцэтгэсэн ажлыг хэрхэн тооцох вэ?

9. Өөрчлөлтийг хэрхэн тооцох вэ дотоод энергиизохорик (изобар, изотерм, адиабат) процесст орохдоо хамгийн тохиромжтой хий вэ?

10. Идеал хий нь изохор (изобар, изотерм, адиабат) процессыг гүйцэтгэх үед хүлээн авсан (эсвэл ялгарах) дулааны хэмжээг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Холбооны боловсролын агентлаг

Саратов улсын техникийн их сургууль

АДИАБАТ ҮЗҮҮЛЭГЧИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ

АГААРЫН ТӨЛӨӨ

Лабораторийн ажил гүйцэтгэх заавар

курсуудаар "Дулааны инженерчлэл", "Техникийн термодинамик

Мөн оюутнуудад зориулсан дулааны инженер

мэргэжил 280201

өдрийн цагаар ба захидал харилцааны хэлбэрүүдсургалт

Зөвшөөрсөн

редакцийн болон хэвлэлийн зөвлөл

Саратовхэнийг хэлэх вэ

техникийн их сургууль

Саратов 2006 он

Ажлын зорилго: Агаарын адиабатын индексийг тодорхойлох арга зүй, туршилттай танилцах, ажлын шингэний төлөв байдлын өөрчлөлтийн адиабат, изохор, изотерм процессын үндсэн хуулиудыг судлах.

ҮНДСЭН ОЙЛГОЛТ

Адиабат процесс нь дулааныг нийлүүлэх, зайлуулахгүйгээр ажлын шингэний (хий эсвэл уур) төлөв байдлыг өөрчлөх үйл явц юм.

Шаардлагатай ба хангалттай нөхцөл адиабат процессаналитик илэрхийлэл юм dq =0, энэ нь процесст ямар ч дулаан дамжуулалт байхгүй гэсэн үг, өөрөөр хэлбэл. q =0. dq дээр урвуу процессын хувьд =0 Tds =0, өөрөөр хэлбэл ds =0; Энэ нь буцах боломжтой адиабат процессуудын хувьд гэсэн үг s = const . Өөрөөр хэлбэл, буцах боломжтой адиабат процесс нь нэгэн зэрэг изоэнтропик юм.

Адиабат процессын үндсэн термодинамик параметрүүдийн өөрчлөлттэй холбоотой тэгшитгэл, өөрөөр хэлбэл адиабат тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

font-size:14.0pt">энд k - адиабат (изентропик) индекс:

Font-size:14.0pt">Адиабат тэгшитгэлийг термодинамикийн үндсэн параметрүүдийн хоорондын хамаарлыг ашиглан өөр хэлбэрээр авч болно.

font-size:14.0pt">Хамаарал нь ижил төстэй байдлаар хийгдсэн:

font-size:14.0pt">Адиабат процесс дахь ажлыг термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн тэгшитгэлээс тодорхойлж болно.

font-size:14.0pt">Хэзээ

font-size:14.0pt">эсвэл

font-size:14.0pt">Солиж байна

font-size:14.0pt">бид:

font-size:14.0pt">Энэ тэгшитгэлд орлуулбал J/kg:

font-size:14.0pt">Термодинамик параметрүүдийн хоорондын хамаарлыг ашиглан бид адиабат процессын үйл ажиллагааны өөр илэрхийлэлийг олж авч болно. Үүнийг тэгшитгэлийн (4) хаалтнаас гаргаж авбал бид:

font-size:14.0pt">гэхдээ

font-size:14.0pt">дараа нь

font-size:14.0pt">Адиабат процессын график дүрслэл p - v - ба T - s -координатыг 1-р зурагт үзүүлэв.

p - v-д - координат, адиабат муруй байна экспоненциал функц, хаанаас , эндээс a нь тогтмол утга юм.

p - v-д - EN-US style="font-size:16.0pt"">cp тул координатын хувьд адиабат нь изотермээс үргэлж эгц байдаг.>cv . Процесс 1-2 нь өргөтгөл, 1-2 процесстой тохирч байна¢ - шахалт. Адиабат муруй дор байрлах талбайн талбай p,v - координатууд нь адиабат процессын ажилтай тоон хувьд тэнцүү байна (" L "зураг 1).

T - s-д -координат, адиабат муруй байна босоо шугам-тай. Процессын муруйн доорх талбай нь доройтсон бөгөөд энэ нь адиабат процессын тэг дулаантай тохирч байна.


Зураг 1. Хийн төлөвийг өөрчлөх адиабат үйл явц

p -v - ба T -s - диаграммд

Дулааны хөдөлгүүрт ажиллах шингэнтэй холбоотой бодит үйл явц нь адиабат процесстой ойролцоо байдаг. Тухайлбал, дулааны хөдөлгүүрийн турбин, цилиндрт хий, уурыг тэлэх, дулааны хөдөлгүүр, хөргөлтийн машин компрессор дахь хий, уурыг шахах.

Ойролцоогоор хэмжээк Температурын хамаарлыг үл тоомсорлож, хийн (эсвэл хольц дахь үндсэн хий) атомын шинж чанараар тооцоолж болно.

нэг атомт хийн хувьд: font-size:14.0pt">хоёр атомт хийн хувьд: font-size:14.0pt">гурвалсан болон олон атомт хийн хувьд: .

At мэдэгдэж байгаа найрлагахий, адиабатын индексийг температураас хамааран дулааны хүчин чадлын хүснэгтийн утгуудаас яг нарийн тооцоолж болно.

Термодинамикийн дифференциал хамаарлаас адиабатын илтгэгчийг мөн тодорхойлж болно. Идеал хийн онолоос ялгаатай нь термодинамикийн дифференциал тэгшитгэлийг олж авах боломжтой болгодог ерөнхий хэв маягбодит хийн параметрүүдийн өөрчлөлт. Термодинамикийн дифференциал тэгшитгэлийг термодинамикийн нэг ба хоёрдугаар хуулиудын хосолсон тэгшитгэлийг хэсэгчлэн ялгах замаар олж авна.

font-size:14.0pt">нэг дор хэд хэдэн төлөвийн параметрээр.

Термодинамикийн дифференциал тэгшитгэлийн төхөөрөмж нь бодит хийн дулааны багтаамжийн хэд хэдэн чухал харилцааг тогтоох боломжийг олгодог.

Тэдний нэг нь дараах хэлбэрийн харилцаа юм.

font-size:14.0pt">Харилцаа (7) нь дулааны хүчин чадлын хоорондын холбоог тогтооно cp, cv болон үндсэн параметрийн өөрчлөлт p ба v адиабат процесст font-size:14.0pt">болон изотермийн процесс

.

Адиабат илтгэгчийг харгалзан (7) тэгшитгэлийг дараах байдлаар дахин бичиж болно.

font-size:14.0pt">Сүүлийн илэрхийлэл нь адиабат индексийг туршилтаар тодорхойлох боломжтой.

ТУРШИЛТЫН ЖУРАМ

(8) тэгшитгэлийг ашиглан хангалттай ховордсон бодит хийн жинхэнэ адиабатын индексийг тодорхойлохын тулд термодинамикийн p параметрүүдийг нарийн хэмжих шаардлагатай. v, Т ба тэдгээрийн хэсэгчилсэн деривативууд. Гэхдээ хэрэв бид (8) тэгшитгэлд жижиг хязгаарлагдмал өсөлтийг орлуулах юм бол хэзээ адиабат индексийн дундаж утга нь дараахтай тэнцүү байна.

https://pandia.ru/text/79/436/images/image034_1.gif" width="12" height="23 src=">font-size:14.0pt">Хэзээ p2=rbar, өөрөөр хэлбэл, барометрийн даралттай тэнцүү,

Фонтын хэмжээ:14.0pt"> энд p u 1, p u 3 – 1, 3-р төлөв дэх илүүдэл даралт.

Илүүдэл даралт буурах нь тодорхой байнар u 1 утга км атмосферийн агаарын бодит үнэ цэнэд ойртох болно.

Лабораторийн суурилуулалт (Зураг 2) нь тогтмол эзэлхүүнтэй сав 1, цорго 2, 3. Агаарыг компрессороор сав руу шахдаг 4. Сав дахь агаарын даралтыг хэмждэг.У -хэлбэрийн даралт хэмжигч 5. Уг сав нь изотерм биш тул доторх агаар нь дулаан солилцооны үр дүнд хүрээлэн буй орчинтой тэнцвэрийн температурын төлөвийг авдаг. Сав дахь агаарын температурыг 0.01 хуваах утгатай мөнгөн усны термометр 6 ашиглан хянадаг.° C.

6

байрлал: үнэмлэхүй; z индекс: 3;зүүн:0px;зүүн захын:179px; захын дээд:126px;өргөн:50px; өндөр:50px">

Зураг 2. Шалгуур үзүүлэлтийг тодорхойлох лабораторийн төхөөрөмжийн диаграмм

агаарын адиабатууд: 1 - хөлөг онгоц; 2, 3 - цорго; 4 - компрессор;

5 - U хэлбэрийн даралт хэмжигч; 6 - термометр

3-р зурагт туршилтын явцад агаарт гарч буй термодинамик процессуудыг харуулав: 1-2-р процесс – савнаас хэсэгчлэн гарах үед агаарын адиабат тэлэлт; 2-3 - орчны температурт агаарыг изохорик халаах; 1-3 - агаарыг изотермоор тэлэх үр дүнтэй (үр дүнд) үйл явц.

(Dv) С

T=const

байрлал: үнэмлэхүй; z индекс: 20; зүүн: 0 пиксел; зүүн талын зах: 70 пиксел; захын дээд: 173 пиксел; өргөн: 124 пиксел; өндөр: 10 пиксел">

(Dv) Т

байрлал: үнэмлэхүй; z-индекс: 14; зүүн: 0 пиксел; зүүн захын: 187 пиксел; захын дээд: 104 пиксел; өргөн: 10 пиксел; өндөр: 40 пиксел">

s=const

font-size:14.0pt">АЖЛЫН АЮУЛГҮЙ БАЙДЛЫН ШААРДЛАГА

Гүйцэтгэх үед энэ ажлынаюултай, хортой хүчин зүйл байхгүй бөгөөд үүсэх боломжгүй. Гэхдээ гар ажиллагаатай компрессортой савны даралтыг компрессорын нисдэг дугуйг эргүүлэх замаар аажмаар нэмэгдүүлэх хэрэгтэй. Энэ нь даралт хэмжигчээс ус тогшихоос сэргийлнэ.

АЖЛЫГ ГҮЙЦЭТГЭХ ЖУРАМ

Суурилуулалтын схемтэй танилцаж, түүнийг ажиллуулахад бэлэн эсэхийг шалгана уу.

Барометрээс тодорхойлж, хэмжилтийн тайланд атмосферийн даралт pbar, температурыг тэмдэглэнэт болон лабораторийн харьцангуй чийгшил. 2-р цорго (зураг 2) нээж, цорго 3-ыг хааж, компрессор 4-ийн нисдэг дугуйг эргүүлж, 1-р саванд агаар шахна. Дээр дурдсанчлан, pта 1 аль болох бага байх ёстой. Тиймээс саванд бага зэрэг илүүдэл даралтыг бий болгосны дараа агаарын хангамжийг зогсоож, хавхлага 2-ыг хаа.

Даралт нь хүрээлэн буй орчинтой дулааны тэнцвэрийг бий болгоход шаардлагатай хэсэг хугацаанд хадгалагддаг бөгөөд энэ нь даралт хэмжигч 5-ын тогтмол уншилтаар нотлогддог. p утгыг бичнэ үү.та 1. Дараа нь атмосферийн даралтад хүрэх үед 3-р хавхлагыг нээж, нэн даруй хааж, адиабатын тэлэлтийн үр дүнд саванд үлдсэн агаар нь хүрээлэн буй орчны дулааны изохорик хангамжаас болж халж эхэлнэ. Энэ үйл явц нь хөлөг онгоцны даралт мэдэгдэхүйц нэмэгдэх замаар ажиглагдаж байна pта 3. Туршилтыг 5 удаа давтана.

Хүлээн авсан үр дүнг 1-р хүснэгтийн хэлбэрээр хэмжилтийн протоколд оруулна.

Хүснэгт 1

t , ° C

pu 1, Па

pu 3, Па

ТУРШИЛТЫН ҮР ДҮНГ БОЛОВСРУУЛАХ

Дасгал хийх:

1. Туршилт бүрийн адиабатын индексийн утгыг (8) ба агаарын адиабатын индексийн магадлалын (дундаж) утгыг тодорхойлно уу.

font-size:14.0pt">энд n - туршилтын тоо,

олж авсан утгыг хүснэгттэй харьцуулна уу (Хүснэгт 2):

Font-size:14.0pt">2. Эхний хоёр бодит үйл явцын үр дүн болох адиабат тэлэлт, дараа нь агаарыг изохороор халаах, үр дүнтэй изотерм процессын судалгааг хийнэ.

Хүснэгт 2

Хэвийн нөхцөлд хуурай агаарын физик шинж чанар

Температур t, ° C

дулааны багтаамж, кЖ/(кмоль× К)

Масс

дулааны багтаамж, кЖ/(кг× К)

Эзлэхүүн

дулааны багтаамж, кЖ/(м3×К)

Адиабат илтгэгч k

үдээс хойш м

vm-тэй м

үдээс хойш

vm-тэй

¢цагаас

¢ vm-тэй

Үүнийг хийхийн тулд термодинамик параметрүүдийг p, T-ийн туршилтын тоогоор дундажлах шаардлагатай онцлог шинж чанарууд 1, 2, 3 (Зураг 3) ба тэдгээрээс илчлэгийн шинж чанарыг тооцоолно: дулаан, ажил, дотоод энергийн өөрчлөлт, заасан термодинамик процесс бүрт энтальпи ба энтропийн өөрчлөлт. Бодит изотерм процессын илчлэгийн шинж чанарыг (тооцсон хамаарлаас тооцсон шинж чанар) болон үр дүнтэй изотерм процессын (адиабат ба изохорик процессын харгалзах шинж чанаруудын нийлбэр болох шинж чанарууд) харьцуул.

Дүгнэлт хийх.

Чиглэл:

Изохорик процессын тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

font-size:14.0pt">ТООДЛОХ АЛДААНЫ ТООЦОО.

АДИАБАТИЙН ҮЗҮҮЛЭЛТИЙН УТГА

1. Үнэмлэхүй ба харьцангуй алдаа туршилтын тодорхойлолтадиабат индекск (9), (10) ба хүснэгтийн өгөгдлийг дараах томъёогоор тодорхойлно.

font-size:14.0pt"> энд k хүснэгт – адиабат илтгэгчийн хүснэгтийн утга.

2. Илүүдэл даралтыг хэмжсэн үр дүнд үндэслэн адиабатын индексийг тодорхойлох үнэмлэхүй алдаа p. u 1 ба p u 3 (9)-ийг дараах томъёогоор тооцоолно.

font-size:14.0pt">Үүнд D r u = D r u 1 = D r u 3 - үнэмлэхүй алдаахэт даралтын хэмжилтийгУ -хэлбэрийн даралт хэмжигч, 1 мм устай тэнцэх хэмжээтэй. Урлаг.

Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн адиабатын индексийг тодорхойлох харьцангуй алдаа, %:

font-size:14.0pt">ӨӨРИЙГӨӨ ТЕСТИЙН АСУУЛТ

1. Адиабат ба изонтропик процессуудын ойлголтуудын ялгааг заана уу.

2. Ямар термодинамик хэмжигдэхүүнийг адиабат экспонент гэж нэрлэдэг вэ? Тайлбарлах физик утгаадиабат индекс.

3. Туршилтын төхөөрөмжийн загвар, туршилтын аргачлалын талаар бидэнд хэлнэ үү.

4. Нөхцөл байдлаас бусад тохиолдолд яагаад адиабат процессын хувьд q =0 бол нэмэлт нөхцөл тавигдана dq =0?

5. Адиабат тэгшитгэлийг бич.

6. Адиабат процессын үйл ажиллагааны илэрхийлэлийг гарга.

7. Бүх термодинамик процессын дотоод энергийн өөрчлөлтийн илэрхийлэлийг бичиж тайлбарла.

8. Энтальпийн өөрчлөлтийн илэрхийлэлийг бичээд тайлбарла ерөнхий үзэл.

9. Энтропийн өөрчлөлтийн илэрхийлэлийг ерөнхий хэлбэрээр бич. Тодорхой термодинамик процессын хялбаршуулсан илэрхийлэлийг олж авах.

10. Изохорик процесс хэрхэн тодорхойлогддог, түүний тэгшитгэл, ажил, дулаан гэж юу вэ?

11. Энэ нь юугаараа онцлог вэ? изотерм процесс, мөн түүний тэгшитгэл, ажил, дулаан гэж юу вэ?

12. Хийн төлөвийг өөрчлөх тодорхой термодинамик процессыг юу гэж нэрлэдэг вэ? Тэднийг жагсаа.

13. Термодинамикийн дифференциал тэгшитгэлийн онолын мөн чанар юу вэ? Термодинамикийн нэг ба хоёрдугаар хуулиудын нэгдсэн тэгшитгэлийг бич.

14. Адиабат муруйг зур p - v - ба T - s - координат. Яагаад орсон p - v - координатын хувьд адиабат нь изотермээс үргэлж эгц байдаг уу?

15. Термодинамик процессын муруй доорх талбайнууд юуг харуулж байна вэ? p - v - ба T - s - координат?

16. Изохорын муруйг зур

17. Изотермийн муруйг зур p - v - ба T - s - координатууд.

Уран зохиол

1. Кириллиний термодинамик. , . 3-р хэвлэл, шинэчилсэн. болон нэмэлт М.Наука, 19с.

2. Нащокины термодинамик ба дулаан дамжуулалт: их дээд сургуулиудад зориулсан сурах бичиг. . 3-р хэвлэл, зассан. болон нэмэлт М. төгссөн сургууль, 19с.

3. Гортышов ба термофизикийн туршилтын техник. , ; засварласан . М: Energoatomizdat, 1985. P.35-51.

4. Дулааны инженерчлэл: их дээд сургуулиудад зориулсан сурах бичиг. засварласан . 2-р хэвлэл, шинэчилсэн. M. Energoatomizdat, 19с.

АГААРЫН АДИАБАТ ҮЗҮҮЛЭГЧИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ

Лабораторийн ажил гүйцэтгэх заавар

курсуудаар "Дулааны инженерчлэл", "Техникийн термодинамик

Мөн дулааны инженерчлэл ", "Гидравлик ба дулааны инженерчлэл"

Эмхэтгэсэн: СЕДЕЛКИН Валентин Михайлович

КУЛЕШОВ Олег Юрьевич

КАЗАНЦЕВА Ирина Леонидовна

Шүүмжлэгч

11/14/01-ний өдрийн 000 дугаар лицензийн дугаар

Формат 60´ 84 1/16 хэвлэхээр гарын үсэг зурсан

Бум. төрөл. Болзолт зуух л. Академик ред. л.

Цусны эргэлт Үнэгүй захиалах

Саратов улсын техникийн их сургууль

Саратов, Политехническая гудамж, 77

RIC SSTU-д хэвлэгдсэн. Саратов, Политехническая гудамж, 77

Мөн үзнэ үү "Физик портал"

Адиабат илтгэгч(заримдаа дууддаг Пуассоны харьцаа) - тогтмол даралт дахь дулааны багтаамжийн харьцаа () тогтмол эзэлхүүн дэх дулааны багтаамж (). Заримдаа үүнийг бас нэрлэдэг изотропик тэлэлтийн хүчин зүйл. Томилогдсон Грек үсэг(гамма) эсвэл (каппа). Үсгийн тэмдгийг голчлон химийн инженерийн салбаруудад ашигладаг. Дулааны инженерчлэлд латин үсгийг ашигладаг.

Тэгшитгэл:

, хийн дулааны багтаамж, хийн хувийн дулаан багтаамж (дулааны багтаамжийн нэгж массын харьцаа), индексүүд ба тогтмол даралт буюу тогтмол эзэлхүүний нөхцөлийг тус тус илэрхийлнэ.

Энэ хамаарлыг ойлгохын тулд дараах туршилтыг анхаарч үзээрэй.

Тогтмол поршений хаалттай цилиндрт агаар агуулагддаг. Дотор даралт нь гаднах даралттай тэнцүү байна. Энэ цилиндрийг тодорхой, шаардлагатай температур хүртэл халаана. Поршен хөдөлж чадахгүй байхад цилиндр дэх агаарын хэмжээ өөрчлөгдөөгүй хэвээр байхад температур, даралт нэмэгддэг. Шаардлагатай температурт хүрэхэд халаалт зогсдог. Энэ мөчид поршений "суллагдсан" бөгөөд үүний ачаар хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцоогүйгээр гадагшаа хөдөлж эхэлдэг (агаар нь адиабатаар өргөсдөг). Ажил гүйцэтгэх явцад цилиндр доторх агаарыг өмнө нь хүрсэн температураас доош хөргөнө. Агаарыг температур нь дээр дурьдсан шаардлагатай хэмжээнд дахин хүрэхийн тулд (поршений "чөлөөтэй" хэвээр байгаа) агаарыг халаах шаардлагатай. Үүнийг гаднаас халаахын тулд ойролцоогоор 40% (хоёр атомын хий - агаар) хангах шаардлагатай. илүүөмнөх халаалтын үед нийлүүлсэн дулаанаас (поршений бэхэлгээтэй). Энэ жишээнд тогтмол поршений цилиндрт өгөх дулааны хэмжээ нь -тэй пропорциональ байна. нийт тоо хэмжээдулааны оролттой пропорциональ байна. Тиймээс энэ жишээн дэх адиабат илтгэгч нь 1.4 байна.

Хоёрын ялгааг ойлгох өөр нэг арга бол энэ нь эзэлхүүнийг нь өөрчлөхөөс өөр аргагүй болсон систем дээр ажил хийгдэх үед (өөрөөр хэлбэл цилиндрийн агуулгыг шахаж буй поршений хөдөлгөөнөөр) эсвэл ажил хийгдсэн тохиолдолд хамаарна. Температурыг нь өөрчлөх замаар систем дээр (өөрөөр хэлбэл цилиндр дэх хийг халааж, бүлүүрийг хөдөлгөх замаар). Энэ илэрхийлэл нь хийн гүйцэтгэсэн ажлыг илэрхийлдэг - тэгтэй тэнцүү байх тохиолдолд л хамаарна. Тогтмол поршений дулааны оролт ба чөлөөт поршений дулааны оролтын ялгааг авч үзье. Хоёр дахь тохиолдолд цилиндр дэх хийн даралт тогтмол хэвээр байх бөгөөд хий нь агаар мандалд ажил хийж, дотоод энергийг нэмэгдүүлэх (температурыг нэмэгдүүлэх); Гаднаас өгч буй дулаан нь хийн дотоод энергийг хэсэгчлэн өөрчлөхөд зарцуулдаг бол үлдсэн дулаан нь хийн ажлыг гүйцэтгэхэд чиглэгддэг.

Төрөл бүрийн хийн адиабат экспонентууд
Хурд. Хий γ Хурд. Хий γ Хурд. Хий γ
-181 ° C H 2 1.597 200 ° C Хуурай агаар 1.398 20°C ҮГҮЙ 1.400
-76 ° C 1.453 400 ° C 1.393 20°C N2O 1.310
20°C 1.410 1000 ° C 1.365 -181 ° C N 2 1.470
100 ° C 1.404 2000 ° C 1.088 15 ° C 1.404
400 ° C 1.387 0°C CO2 1.310 20°C Cl2 1.340
1000 ° C 1.358 20°C 1.300 -115 ° C CH 4 1.410
2000 ° C 1.318 100 ° C 1.281 -74 °C 1.350
20°C Тэр 1.660 400 ° C 1.235 20°C 1.320
20°C H2O 1.330 1000 ° C 1.195 15 ° C NH 3 1.310
100 ° C 1.324 20°C CO 1.400 19 ° C Үгүй 1.640
200 ° C 1.310 -181 ° C O2 1.450 19 ° C Xe 1.660
-180 ° C Ар 1.760 -76 ° C 1.415 19 ° C Кр 1.680
20°C 1.670 20°C 1.400 15 ° C SO 2 1.290
0°C Хуурай агаар 1.403 100 ° C 1.399 360 ° C Hg 1.670
20°C 1.400 200 ° C 1.397 15 ° C C2H6 1.220
100 ° C 1.401 400 ° C 1.394 16 ° C C 3 H 8 1.130

Хамгийн тохиромжтой хийн хамаарал

Тохиромжтой хийн хувьд дулааны багтаамж нь температураас хамаардаггүй. Үүний дагуу энтальпийг, дотоод энергийг -ээр илэрхийлж болно. Тиймээс бид адиабат экспонент нь энтальпийн дотоод энергийн харьцаа юм гэж хэлж болно.

Нөгөө талаас, дулааны багтаамжийг адиабат экспонент () ба бүх нийтийн хийн тогтмол () -ээр илэрхийлж болно.

Хүснэгтийн утгын талаархи мэдээллийг олоход нэлээд хэцүү байж болно хүснэгтийн утгуудилүү олон удаа өгдөг. Энэ тохиолдолд та ашиглаж болно дараах томъёотодорхойлох:

моль дахь бодисын хэмжээ хаана байна.

Эрх чөлөөний зэргийг ашигладаг харилцаа

Идеал хийн адиабат экспонент ()-ийг хийн молекулуудын чөлөөт байдлын зэрэг ()-ээр илэрхийлж болно.

эсвэл

Термодинамик илэрхийлэл

Ойролцоо харилцааг (ялангуяа) ашиглан олж авсан утгууд нь ихэнх тохиолдолд практик инженерийн тооцоололд, тухайлбал дамжуулах хоолой, хавхлагаар дамжин өнгөрөх урсгалын хурдыг тооцоолоход хангалттай нарийвчлалтай байдаггүй. Үүнийг ашиглах нь илүү дээр юм туршилтын үнэ цэнэойролцоогоор томъёог ашиглан олж авсантай харьцуулахад. Хатуу харилцааны утгыг дараахь байдлаар илэрхийлсэн шинж чанаруудаас тодорхойлж болно.

Утгыг хэмжихэд хялбар байдаг бол утгыг ийм томъёоноос тодорхойлох шаардлагатай. Эндээс үзнэ үү ( Англи) илүү ихийг авах дэлгэрэнгүй мэдээлэлдулааны хүчин чадлын хоорондын хамаарлын талаар.

Адиабат процесс

даралт хаана байна, хийн эзэлхүүн байна.

Адиабатын индексийн утгыг туршилтаар тодорхойлох

Дамжуулах явцад бага хэмжээний хий үүсэх процессууд явагддаг тул дууны долгион, адиабаттай ойролцоо байдаг тул хий дэх дууны хурдыг хэмжих замаар адиабатын индексийг тодорхойлж болно. Энэ тохиолдолд хий дэх адиабатын индекс ба дууны хурдыг дараах илэрхийллээр тодорхойлно.

адиабат экспонент хаана байна; - Больцманы тогтмол; - бүх нийтийн хийн тогтмол; - Келвин дэх үнэмлэхүй температур; - молекулын жин; - молийн масс.

Адиабат илтгэгчийн утгыг туршилтаар тодорхойлох өөр нэг арга бол Клемент-Дезормес арга бөгөөд үүнийг ихэвчлэн ашигладаг. боловсролын зорилгогүйцэтгэх үед лабораторийн ажил. Энэ арга нь адиабат ба изохорик гэсэн хоёр дараалсан процессоор нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих тодорхой хийн массын параметрүүдийг судлахад суурилдаг.

Лабораторийн тохиргоонд даралт хэмжигч, цорго, резинэн чийдэнтэй холбогдсон шилэн сав багтана. Уг чийдэнг бөмбөлөг рүү агаар шахахад ашигладаг. Тусгай хавчаар нь цилиндрээс агаар гарахаас сэргийлдэг. Даралт хэмжигч нь цилиндр дотор болон гаднах даралтын зөрүүг хэмждэг. Хавхлага нь цилиндрээс агаарыг агаар мандалд гаргах боломжтой.

Цилиндрийг эхлээд атмосферийн даралт болон өрөөний температурт байлга. Ажил гүйцэтгэх үйл явцыг хоёр үе шатанд хувааж болох бөгөөд тус бүр нь адиабат ба изохорик процессыг агуулдаг.

1-р шат:
Цорго хаалттай үед цилиндрт шахна бага хэмжээагаар ба хоолойг хавчаараар хавчих. Үүний зэрэгцээ цилиндр дэх даралт, температур нэмэгдэх болно. Энэ бол адиабат процесс юм. Цаг хугацаа өнгөрөхөд цилиндр дэх хий нь цилиндрийн ханаар дамжин дулаан солилцооны улмаас хөргөж эхэлдэг тул цилиндр дэх даралт буурч эхэлнэ. Энэ тохиолдолд эзэлхүүнийг барихад даралт буурах болно. Энэ бол изохорик процесс юм. Цилиндр доторх агаарын температур нь орчны агаарын температуртай тэнцэх хүртэл хүлээсний дараа бид даралт хэмжигчний заалтыг тэмдэглэнэ.

2-р шат:
Одоо 3-р товшилтыг 1-2 секундын турш нээнэ үү. Бөмбөлөг дэх агаар нь атмосферийн даралт хүртэл адиабатаар өргөжих болно. Үүний зэрэгцээ цилиндр дэх температур буурах болно. Дараа нь бид цоргыг хаа. Цаг хугацаа өнгөрөхөд цилиндрт байгаа хий нь цилиндрийн ханаар дамжин дулаан солилцооны улмаас халааж эхэлдэг тул цилиндр дэх даралт нэмэгдэж эхэлнэ. Энэ тохиолдолд тогтмол эзэлхүүнтэй даралт дахин нэмэгдэх болно. Энэ бол изохорик процесс юм. Цилиндр доторх агаарын температурыг орчны агаарын температуртай харьцуулах хүртэл хүлээсний дараа бид даралт хэмжигчийг тэмдэглэнэ. 2 үе шаттай салбар бүрийн хувьд та харгалзах адиабат ба изохор тэгшитгэлийг бичиж болно. Үр дүн нь адиабат илтгэгчийг багтаасан тэгшитгэлийн систем юм. Тэдний ойролцоо шийдэл нь хүссэн утгыг тооцоолох дараах томъёонд хүргэдэг.

Ажлын зорилго: адиабат процесстой танилцах, агаарын адиабатын индексийг тодорхойлох.

Тоног төхөөрөмж: хавхлагатай цилиндр, компрессор, даралт хэмжигч.

ОНОЛЫН ТАНИЛЦУУЛГА

Адиабат процессонд явагддаг үйл явц юм термодинамик системхүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцоогүй. Термодинамик системагуулсан систем юм асар их хэмжээтоосонцор. Жишээлбэл, молекулын тоо нь Авагадро 6.02∙10 23 1/моль тоотой харьцуулахуйц хий. Хэдийгээр бөөм бүрийн хөдөлгөөн нь Ньютоны хуулиудад захирагддаг боловч тэдгээр нь маш олон байдаг тул системийн параметрүүдийг тодорхойлох динамик тэгшитгэлийн системийг шийдвэрлэх боломжгүй юм. Тиймээс системийн төлөв нь даралт гэх мэт термодинамик үзүүлэлтээр тодорхойлогддог П, эзлэхүүн В, температур Т.

дагуу термодинамикийн анхны хууль, энэ нь термодинамик процесс дахь энерги хадгалагдах хууль, дулаан Q, системд нийлүүлсэн, ажил хийхэд зарцуулагддаг Адотоод энергийн өөрчлөлт Δ У

Q=A+Д У. (1)

Дулааннь термодинамик системд шилжсэн эмх замбараагүй хөдөлгөөний энергийн хэмжээ юм. Дулааны хангамж нь температурын өсөлтөд хүргэдэг: , хаана n- хийн хэмжээ, ХАМТ− үйл явцын төрлөөс хамааран молийн дулаан багтаамж. Дотоод энергихамгийн тохиромжтой хий кинетик энергимолекулууд. Энэ нь температуртай пропорциональ байна: , хаана C v– изохорик халаалтын үед молийн дулаан багтаамж. АжилДаралтын хүчээр эзлэхүүний үндсэн өөрчлөлт нь даралт ба эзэлхүүний өөрчлөлттэй тэнцүү байна. дА= PdV.

Дулаан солилцоогүйгээр явагдах адиабат процессын хувьд ( Q= 0), дотоод энергийн өөрчлөлтөөс болж ажил хийгддэг, A = −Д У. Адиабат тэлэлтийн үед хийн хийсэн ажил эерэг байдаг тул дотоод энерги, температур буурдаг. Шахсан үед эсрэгээрээ байдаг. Бүх хурдацтай явагдаж буй процессуудыг адиабатик гэж үзэж болно.

Идеал хийн адиабат процессын тэгшитгэлийг гаргая. Үүнийг хийхийн тулд бид термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн тэгшитгэлийг энгийн адиабат процесст хэрэглэнэ. dA= − dU,хэлбэрийг авдаг РdV =−n С v dT. Үүн дээр нэмчихье дифференциал тэгшитгэлөөр нэг нь Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлийг ялгах замаар олж авсан ( PV=νRT): PdV +VdP =nR dT.Хоёр тэгшитгэлийн параметрүүдийн аль нэгийг, жишээлбэл, температурыг хассанаар бид бусад хоёр параметрийн хамаарлыг олж авна. . Интеграл болон хүчирхэгжүүлснээр бид даралт ба эзэлхүүний хувьд адиабат тэгшитгэлийг олж авна.

P V g = const.

Үүний нэгэн адил:

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

Энд адиабат илтгэгч, харьцаатай тэнцүүизобар ба изохорик халаалтын үед хийн дулааны багтаамж.

Молекулын кинетик онолын адиабат илтгэгчийн томьёог олъё. Молийн дулаан багтаамж гэдэг нь нэг моль бодисыг нэг Келвинээр халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Изохорик халаалтын үед дулааныг зөвхөн дотоод энергийг нэмэгдүүлэхэд зарцуулдаг . Дулааныг орлуулахад бид .

Нөхцөл байдалд хийн изобарик халаалт тогтмол даралтҮүнээс гадна дулааны нэг хэсэг нь эзэлхүүнийг өөрчлөх ажилд зарцуулагддаг . Тиймээс дулааны хэмжээ ( dQ = dU + dA) нэг Келвинээр изобар халаах замаар олж авсан нь тэнцүү байх болно . Дулааны багтаамжийн томьёог орлуулснаар бид авна .

Дараа нь адиабат илтгэгчтомъёогоор онолын хувьд тодорхойлж болно

Энд биэрх чөлөөний зэрэглэлийн тоохийн молекулууд. Энэ нь орон зай дахь молекулын байрлал эсвэл молекулыг бүрдүүлэгч энергийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоог тодорхойлоход хангалттай координатын тоо юм. Жишээ нь, төлөө моноатом молекулкинетик энергийг гурван координатын тэнхлэгийн дагуух хөдөлгөөнд харгалзах энергийн гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн нийлбэрээр илэрхийлж болно. би= 3. Хүнд хоёр атомт молекулАтомуудыг дайран өнгөрөх гурав дахь тэнхлэгийн эргэн тойронд эргэлтийн энерги байхгүй тул эргэлтийн хөдөлгөөний энергийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийг нэмэх шаардлагатай. Тиймээс, хоёр атомт молекулуудын хувьд би= 5. Хоёр атомт хий болох агаарын хувьд адиабатын индексийн онолын утга g = 1.4-тэй тэнцүү байна.

Адиабат илтгэгчийг Клемент-Дезормесийн аргаар туршилтаар тодорхойлж болно. Агаарыг бөмбөлөг рүү шахаж, тодорхой даралтанд шахдаг. Р 1, арай илүү уур амьсгалтай. Шахах үед агаар бага зэрэг халдаг. Байгуулсны дараа дулааны тэнцвэрбөмбөлөг дээр богино хугацаанээлттэй. Энэ тэлэлтийн 1-2 процесст даралт нь атмосфер хүртэл буурдаг Р 2 =P atm, мөн судалж буй хийн масс, өмнө нь цилиндрийн эзэлхүүний нэг хэсгийг эзэлдэг. В 1, өргөжиж, цилиндрийг бүхэлд нь эзэлдэг В 2 (Зураг 1). Агаарын тэлэлтийн процесс (1−2) хурдан явагддаг бөгөөд үүнийг адиабат гэж үзэж болно, тэгшитгэл (2) -ын дагуу явагддаг.

. (4)

Адиабат тэлэлтийн процесст агаар хөргөнө. Хавхлагыг хаасны дараа цилиндрт байгаа хөргөсөн агаарыг цилиндрийн ханаар дамжин лабораторийн температурт халаана. Т 3 = Т 1. Энэ бол изохорик процесс 2-3

. (5)

Температурыг тооцохгүйгээр (4) ба (5) тэгшитгэлийг хамтад нь шийдэж, тэгшитгэлийг олж авна , үүнээс адиабатын индексийг тодорхойлох ёстой γ . Даралт мэдрэгч нь процессын тэгшитгэлд бичигдсэн үнэмлэхүй даралтыг хэмждэггүй, харин атмосферийн даралтаас дээш илүүдэл даралтыг хэмждэг. Тэр нь Р 1 = Δ Р 1 +Р 2 , ба Р 3 =Δ Р 3 +Р 2. Илүүдэл дарамт руу шилжихэд бид авдаг . Илүүдэл даралт нь атмосферийн даралттай харьцуулахад бага байдаг Р 2. Тэгшитгэлийн нөхцлүүдийг хамаарлын дагуу цуваа болгон өргөжүүлье . -аар бууруулсны дараа Р 2-ыг бид адиабат илтгэгчийг авна тооцоолох томъёо

. (6)

Лабораторийн суурилуулалт (Зураг 2) нь шилэн цилиндрээс бүрдэх бөгөөд хавхлагаар дамжуулан агаар мандалд холбогддог. Агаар мандал. Цорго нээлттэй компрессороор агаарыг цилиндрт шахдаг. TO. Ус шахсны дараа агаар алдагдахаас зайлсхийхийн тулд цоргыг хаа.

АЖЛЫГ ХИЙЖ БАЙНА

1. Суулгацыг 220 В сүлжээнд холбоно.

Цилиндрийн цоргыг нээ. Компрессорыг асааж, 4-11 кПа-ийн хязгаарт илүүдэл даралт руу агаар шахна. Цилиндрийн цоргыг хаа. 1.5-2 минут хүлээгээд даралтын утгыг Δ бичнэ үү Р 1 ширээ рүү.

2. Хавхлагыг эргүүлнэ Агаар мандалтовших хүртэл хавхлага нээгдэж, хаагдана. Температур буурах үед агаарын адиабат ялгаралт бий болно. Цилиндр халах үед даралтын өсөлтийг хянах. Хэмжих хамгийн их даралт Δ РДулааны тэнцвэрт байдал тогтоосны дараа 3. Үр дүнг хүснэгтэд бичнэ үү.

Туршилтыг дор хаяж таван удаа давтаж, эхний даралтыг 4-11 кПа-ийн хүрээнд өөрчил.

Δ Р 1, кПа
Δ Р 3, кПа
γ

Суулгалтыг унтраа.

3. Тооцоолол хийх. (6) томъёог ашиглан туршилт бүрт адиабатын индексийг тодорхойлно. Үүнийг хүснэгтэд бичнэ үү. Адиабатын индексийн дундаж утгыг тодорхойлно<γ >

4. Шууд хэмжилтийн томъёог ашиглан санамсаргүй хэмжилтийн алдааг тооцоол

. (7)

5. Үр дүнг маягтанд бичнэ үү g = <g> ± dg. Р= 0.9. Үр дүнг хоёр атомт хийн адиабатын индексийн онолын утгатай харьцуулна уу g онол = 1,4.

Дүгнэлт гаргах.

ТЕСТИЙН АСУУЛТ

1. Адиабат процессын тодорхойлолтыг өг. Адиабат процессын термодинамикийн анхны хуулийг бич. Шахах, тэлэх адиабат процессын үед хийн температурын өөрчлөлтийг тайлбарла.

2. Даралт – эзэлхүүний параметрийн хувьд адиабат процессын тэгшитгэлийг гарга.

3. Даралт – температурын параметрийн хувьд адиабат процессын тэгшитгэлийг гарга.

4. Молекулын чөлөөт зэргийн тоог тодорхойл. Идеал хийн дотоод энерги нь молекулын төрлөөс хэрхэн хамаардаг вэ?

5. Клемент-Дезормийн мөчлөгт агаартай үйл явц хэрхэн явагддаг, процесст даралт, температур хэрхэн өөрчлөгддөг вэ?

6. Адиабатын индексийг туршилтаар тодорхойлох тооцооны томьёог гарга.


Холбогдох мэдээлэл.


ТОДОРХОЙЛОЛТ

-д тохиолдох адиабат процессыг дүрсэлдэг. Адиабат гэдэг нь авч үзэж буй систем болон хүрээлэн буй орчны хооронд дулааны солилцоо байхгүй үйл явц юм: .

Пуассоны тэгшитгэл дараах байдалтай байна.

Энд хийн эзэлдэг эзэлхүүн нь түүнийх бөгөөд утгыг адиабат экспонент гэж нэрлэдэг.

Пуассоны тэгшитгэл дэх адиабат илтгэгч

Практик тооцоололд хамгийн тохиромжтой хийн хувьд адиабат илтгэгч нь , хоёр атомт хийн хувьд - , гурвалсан хийн хувьд - -тэй тэнцүү байдгийг санахад тохиромжтой.

Юу хийх вэ бодит хийнүүд, Хэзээ чухал үүрэгмолекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүч тоглож эхэлдэг үү? Энэ тохиолдолд судалж буй хий бүрийн адиабатын индексийг туршилтаар олж авч болно. Ийм нэг аргыг 1819 онд Клемент, Дезормес нар санал болгосон. Бид цилиндрт даралт хүрэх хүртэл хүйтэн хий дүүргэдэг. Дараа нь бид цоргыг онгойлгож, хий нь адиабатаар өргөжиж, цилиндр дэх даралт нь атмосферийн даралт хүртэл буурдаг. Хийг орчны температурт изохороор халаасны дараа цилиндр дэх даралт . Дараа нь адиабат экспонентыг дараах томъёогоор тооцоолж болно.

Адиабатын индекс нь үргэлж 1-ээс их байдаг тул хийг хамгийн тохиромжтой болон бодит аль алиныг нь бага хэмжээгээр шахах үед хийн температур үргэлж нэмэгдэж, тэлэлтийн үед хий хөрнө. Пневматик цахиур гэж нэрлэгддэг адиабат процессын энэ шинж чанарыг дизель хөдөлгүүрт ашигладаг бөгөөд шатамхай хольцыг цилиндрт шахаж, гал авалцдаг. өндөр температур. Термодинамикийн анхны хуулийг эргэн санацгаая: , энд -, А нь түүн дээр хийгдсэн ажил. Учир нь хийн хийсэн ажил нь зөвхөн дотоод энергийг өөрчлөхөд л явдаг - тиймээс температур. Пуассоны тэгшитгэлээс бид адиабат процесс дахь хийн ажлыг тооцоолох томъёог олж авч болно.

Энд n нь моль дахь хийн хэмжээ, R нь бүх нийтийн хийн тогтмол, T нь хийн хэмжээ юм үнэмлэхүй температурхий

Адиабат процессын Пуассоны тэгшитгэлийг зөвхөн хөдөлгүүрийн тооцоонд ашигладаггүй дотоод шаталт, гэхдээ мөн хөргөлтийн машины загварт .

Пуассоны тэгшитгэл нь зөвхөн тасралтгүй ээлжлэн солигдох тэнцвэрийн төлөвүүдээс бүрдэх тэнцвэрт адиабатын процессыг үнэн зөв дүрсэлдэг гэдгийг санах нь зүйтэй. Хэрэв бодит байдал дээр бид цилиндрт хавхлагыг онгойлгож хий нь адиабатаар тэлэх юм бол хийн эргэлтүүдээр тогтворгүй түр зуурын процесс үүсч, макроскопийн үрэлтийн улмаас устах болно.

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

Дасгал хийх Монатомын идеал хийг адиабатаар шахаж эзэлхүүн нь хоёр дахин нэмэгджээ. Хийн даралт хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
Шийдэл Нэг атомт хийн адиабат экспонент нь тэнцүү байна. Гэхдээ үүнийг дараах томъёогоор тооцоолж болно.

Энд R нь бүх нийтийн хийн тогтмол, i нь хийн молекулын чөлөөт байдлын зэрэг юм. Монатомт хийн хувьд эрх чөлөөний зэрэг нь 3 байна: энэ нь молекулын төвийг үүсгэж чадна гэсэн үг юм. урагшлах хөдөлгөөнүүдгурав координатын тэнхлэгүүд.

Тиймээс адиабат индекс:

Адиабат процессын эхэн ба төгсгөл дэх хийн төлөвийг Пуассоны тэгшитгэлээр төлөөлүүлье.

Хариулт Даралт 3.175 дахин буурна.

ЖИШЭЭ 2

Дасгал хийх Хоёр атомт идеал хийн 100 моль нь 300 К-ийн температурт адиабатаар шахагдсан. Үүний зэрэгцээ хийн даралт 3 дахин нэмэгдсэн. Хийн ажил хэрхэн өөрчлөгдсөн бэ?
Шийдэл Хоёр атомт молекулын эрх чөлөөний зэрэг, учир нь молекул нь гурван координатын тэнхлэгийн дагуу хөдөлж, хоёр тэнхлэгийг тойрон эргэдэг.


Танд нийтлэл таалагдсан уу? Найзуудтайгаа хуваалцаарай!