лянутому інтервалі параметрів. З урахуванням (3.9) і (3.10) можна отримати:
і. (3.12)
Для багатьох газів і парів величина показника ізоентропа (адіабати) До зі зміною температури змінюється відносно слабо, причому для більшості газів значення К лежать в інтервалі 1,3 .... 1,7. Для повітря К1, 41. p> Робота розширення L і располагаемая робота системи в адіабатні процесі між станами 1 і 2 визначаються за формулами:
Дж. (3.13)
Дж. (3.14)
У адіабатичному процесі робота розширення системи відбувається за рахунок убутку внутрішньої енергії системи
(3.15)
Слід підкреслити, що рівняння (3.13) і (3.14) придатні для розрахунків і в тому випадку, якщо в інтервалі параметрів між точками 1 і 2 показник адіабати До зберігається постійним. Якщо ж До змінюється, то при розрахунку за рівняннями (3.13) і (3.14) слід користуватися середнім значенням в даному інтервалі параметрів. br/>
3.4 Методика проведення роботи і опис експериментальної установки
Робота виконується на установці, наведеної на рис. 2.1 (см.стр.14). Основним елементом експериментальної установки є посудину 4 (скляний циліндр), який з'єднаний з манометром 7 і вакуум-насосом 1. У посудину до певного рівня залита рідина 8. Робоча трубка 6 розташована всередині судини 4. Нижній кінець її відкритий і перебуває в рідині, а верхній кінець герметично закритий. p> Спочатку повітря (рідина) в трубці 6 стискається до тиску й обсягу нагнітанням повітря в посудину 1. Нагнітання повітря проводиться вакуум-насосом 1 через кран 3. Потім кран закривається, після чого необхідно почекати певний час (2 ... 3 хвилини) для встановлення температури в системі. Після встановлення рівноважного стану робочого тіла (повітря) необхідно виміряти і записати значення надмірного тиску та об'єму в робочій трубці 6. Надмірний тиск рідини, а отже, і тиск повітря в трубці 6 вимірюється манометром 7. Вимірювання об'єму робочого тіла здійснюється за рівнем рідини в бюретці 6 за допомогою шкали 5. Якщо відкритий кран 3, то повітря в посудині 4 буде спливати в навколишнє середовище і повітря в трубці 6 практично адіабатно розширюється до якогось кінцевого стану. Досвід необхідно повторити 5 ... 6 разів при різних початкових значеннях початкового тиску та об'єму. При цьому адіабатичний процес забезпечується високою швидкістю розширення повітря і наявністю теплоізоляції обсягу, в якому відбувається процес (повітряний прошарок між бюреткою 6 і посудиною 4). p> 3.5 Порядок проведення роботи та обробка результатів експерименту
Досвід полягає у вимірюванні тисків і об'ємів повітря, відповідних кінцевим рівноважним станам ряду адіабатних процесів розширення. За допомогою вакуум насоса 1 тиск у робочому тілі довести до деякого заданого викладача значення. Витримати систему в заданому стані 2 ... 3 хвилини і зафіксувати параметри початкового стану:, і. Відкрити кран 3, потім закрити його, не даючи тиску в системі впасти до атмосферного, і в момент закриття крана зафіксувати значення об'єму і тиску за шкалою 5 і манометру 7 відповідно. Досвід повторити 5 ... 6 разів. p> Абсолютний тиск при різних рівноважних станах робочого тіла розраховується за досвідченим даними за формулою
, Па (3.16)
де - надлишковий тиск робочого тіла, виміряне манометром в кожному досвіді, Па; - тиск навколишнього середовища (атмосфери), Па.
Результати представити у вигляді таблиці 3.1 та P, V - діаграмі, в якій побудувати експериментальну і теоретичну адіабати, приймаючи за загальну початкову точку 1 з параметрами і. Експериментальна адіабата будується за даними досвіду (через точки 1 і 2), а теоретична - з точки 1 - як гіпербола у відповідності з рівнянням (3.9), в якому K == 1,41. При цьому, задаючись значеннями обсягу V (відповідно до таблиці 3.1), визначити відповідне їм тиску P. Теоретична (розрахункова) адіабата повинна походити через початковий стан в кожному досвіді. p> Помилка експерименту може бути оцінена за розбіжності тисків на експериментальної і теоретичної АДІАБАТА в місці їх максимального видалення один від одного:
(3.17)
Досвідчений показник адіабати для n - дослідів слід визначити за рівнянням (3.7) у вигляді
. (3.18)
За цим значенням знаходять середнє значення показника адіабати:
. (3.19)
Значення середнього показника, отримані в досвіді, слід порівняти з літературним значенням для повітря і обчислити відносну величину розбіжності між ними у вигляді
100%. (3.20)
Роботу розширення L і располагаемую роботу в кожному досвіді розрахувати по (3.13) і (3.14), в яких m - маса робочого тіла в бюретці 6, кг. Її можна знайти за рівнянням стану ідеального газу:
=, кг (3.21)
де R = 287 Дж/(КГК) - газова стала повітря.
Максимальна відносна похибка визначення роботи р...
