Клеман-Дезорм әдісімен ауа үшін адиабат
жүктеу/скачать 0.75 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Клеман-Дезорм әдісімен ауа үшін адиабат көрсеткішін анықтау
- КЛЕМАН –ДЕЗОРМ ӘДІСІМЕН АУА ҮШІН АДИАБАТ КӨРСЕТКІШІН АНЫҚТАУ Жұмыстың мақсаты
- Керекті құрал-жабдықтар
|
Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіптік инженерия институты Инженериялық физика кафедрасы ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №8 Клеман-Дезорм әдісімен ауа үшін адиабат көрсеткішін анықтау Зертханалық сабаққа арналған әдістемелік нұсқау Алматы 2018 КЛЕМАН –ДЕЗОРМ ӘДІСІМЕН АУА ҮШІН АДИАБАТ КӨРСЕТКІШІН АНЫҚТАУ Жұмыстың мақсаты: Клеман-Дезорм әдісімен жылу сыйымдылықтарының қатынасын анықтау кезінде газдағы жүретін изопроцестерді зерттеу және ауа үшін қатынасын анықтау. Керекті құрал-жабдықтар: шыны баллон, су манометрі, компрессор, секундомер. 1. ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ 1кг заттың температурасын 1К-ге қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері меншікті жылу мөлшері c деп аталады: . Меншікті жылу сыйымдылықпен қоса молярлық жылу сыйымдылықты С қолданған ыңғайлы. 1 моль заттың температурасын 1К-ге қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері молярлық жылу сыйымдылық С деп аталады: , (1) мұндағы – зат мөлшері, М – молярлық масса. Меншікті с және молярлық жылу сыйымдылықтардың С арасындағы байланыс: , орлардың өлшем бірліктері және . Егер заттың көлемі V немесе қысымы Р тұрақты болған процесте тұрақты көлем кезіндегі ( және ) және тұрақты қысым кезіндегі ( және ) меншікті және молярлық жылу сыйымдылықтар болып ажыратылады. және -ларды термодинамиканың бірінші бастамасынан анықтаймыз. Жүйеге берілген жылу мөлшері Q жүйенің (газдың) ішкі энергиясын өзгертуге ΔU және газдың сыртқы күштерге қарсы атқарған жұмысына А жұмсалады: немесе дифференциалдық түрде былай жазылады: . (2) Жұмыстың формуласын ескеріп: (3) және жылу мөлшерін (1) өрнектен 1 моль газ үшін термодинамиканың бірінші заңын мына түрде жазуға болады: CdT=dUM+pdV . (4) Изохоралық процесс кезінде ( ) газдың атқаратын жұмысы нөлге тең (А=0). Ал сырттан газға берілген жылу,газдың ішкі энергиясын арттыруға (өзгертуге) жұмсалады. Демек, массасы m газдың температурасын арттырған кезде оның ішкі энергиясы келесі шамаға артады: . (5) Осыдан, массасы m газдың температурасын арттырған кезде, оның ішкі энергиясы келесі шамаға артады: . (6) Егер газ изобаралық ( ) қызатын болса, онда (4) өрнекті мына түрде жазуға болады: , мұндағы процесс түріне тәуелді болмайды (идеал газдың ішкі энергиясы қысымға да Р көлемге де V тәуелді емес, тек температурамен анықталады) және ол әрқашан -ға тең. Тұрақты қысымда ( ) 1 моль газ теңдеуін дифференциалдасақ, онда универсал газ тұрақтысын аламыз, яғни: . Нәтижеде: . (7) Бұл өрнек (7) Майер теңдеуі деп аталады. CP әрқашан да -дан универсал газ тұрақтысына R артық. CP және жылу сыйымдылықтарын молекуланың дәрежелер саны і арқылы өрнектеуге болады (молекуланың кеңістіктегі орнын толық анықтайтын тәуелсіз шамалар саны). Оны молекуланың «еркіндік дәрежесі» деп те атайды. 1 моль идеал газдың ішкі энергиясы болса, онда: , . Термодинамикалық процесстерді қарастырған кезде әрбір газ үшін қатынасын арқылы белгілеу маңызды сипатқа ие: . (8) Молекулалардың еркіндік дәрежесі і деп, молекулалардың кеңістікте орынын анықтайтын тәуелсіз координаттар санын немесе молекулалардың кеңістікте қозғала алу мүмкіндіктер санын айтады: біратомды молекула үшін і=3; екіатомды молекула үшін і=5; үшатомды және көпатомды молекулалар үшін і=6. Адиабаталық процесс теңдеуіне кіретін шамасы адиабаттық көрсеткіш деп аталады. Ол жүйе мен сыртқы орта арасында жылу алмасу болмайтындығымен ( ) сипатталады. Бірінші жуықтауда тез жүретін процестерді адиабаталық деп есептеуге болады. Адиабаталық процесс үшін термодинамиканың бірінші бастамасынан (2): , яғни сыртқы күштердің жасайтын жұмысы жүйенің ішкі энергиясының өзгеруі есебінен жүреді. Бұл теңдеуден (3) және (6) өрнектерін ескере отырып, мына өрнекті аламыз: . (9) Бұдан, газ көлемінің өзгеруі оның температурасының өзгеруімен қатар өзгеріп отырады. Минус таңбасы адиабаталық ұлғаю кезінде (dV>0) газдың салқындауын (dT<0), ал адиабаталық сығылу кезінде (dV<0) қызуын (dT>0)көрсетеді. Идеал газ күйінің негізгі теңдеуін дифференциалдап, мына теңдеуді аламыз: . Алынған теңдеуді (9) өрнекке бөліп және (7) және (8) өрнектерді ескеріп келесі өрнекті аламыз: . Бұл теңдеудің екі жағын P1-ден P2 дейін және V1-ден V2 дейін интегралдап төмендегі теңдеуге келеміз: . (10) 1 және 2 еркін таңдап алынған күйлер, сондықтан жалпы жағдайдағы адиабаталық процесті мына түрде жазуға болады: . (11) Бұл теңдеуді (11) Пуассон теңдеуі деп атайды. Изотермиялық процесс теңдеуі: PV = const. (11) теңдеудегі адиабаталық көрсеткішті Клеман-Дезорм әдісімен тәжірибе жүзінде анықтауға болады. жүктеу/скачать 0.75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|