Установка лабораторная определение отношения теплоемкостей воздуха

Лабораторная установка «Определении отношения теплоемкостей методом Клемана — Дезорма и измерения отношения Cp/Cv для воздуха». ФПТ1-6

ФПТ1-6н

(модернизированная, метод Клемана — Дезорма, Cp / Cv )

НАЗНАЧЕНИЕ:

Установка предназначена для изучения процессов, протекающих в газе при определении отношения теплоемкостей методом Клемана-Дезорма и измерения отношения Cp / Cv для воздуха.

Установка ФПТ1-6н предназначена для проведения лабораторной по курсу «Молекулярная физика и термодинамика» в высших учебных заведениях.

Установка предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +10 С до +35 С и относительной влажности не более 80%.

• Максимальное давление в ресивере, мм. рт. ст., не менее 110 (14600 Па);
• Точность измерения температуры , град ±0,1;
• Время непрерывной работы, час. не более 6;
• Питание установки: сеть 220 В ±10% 50 Гц;
• Потребляемая мощность, Вт не более 60;
• Габаритные размеры, мм, не более: 310х250х250;
• Масса установки, кг не более 6.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Лабораторная установка «Определение отношения теплоемкостей воздуха» представляет собой моноблочную настольную конструкцию, которая включает:

Компрессор, объём воздуха (ресивер), манометр и электронный термометр.

На верхней крышке установки находится кнопка сброса давления в ресивере.

На лицевой панели находится кнопка включения компрессора.

Пневмосхема установки изображена на передней панели. Внешний вид установки показан фотографии.

УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ:

К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с её устройством и принципом действия, описанные в паспорте изделия.

Установка содержит напряжения опасные для жизни человека, поэтому, перед началом работы с лицами, допускаемыми к работе, должен быть проведен инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками до 1000 вольт.

ПОДГОТОВКА УСТАНОВКИ К РАБОТЕ:

Распаковать установку из штатной упаковки, дать ей прогреться, если она внесена в помещение в холодное время года, протереть от пыли мягкой тканью.

Установку расположить на рабочем столе, заземлить и подключить сетевой шнур к розеткам 220 В, 50 Гц.

Кнопку включения компрессора поставить в положение «0».

ВНИМАНИЕ: Для заземления установки использовать клемму, расположенную на задней панели блока.

1. Включить питание установки выключателем сети расположенным на задней панели. На табло термометра должна отображаться температура внутри ресивера в градусах Цельсия.

2. Для запуска компрессора поставить кнопку включения в положение «1». Переключатель капилляров в положение «Компрессор». Должен заработать компрессор.

3. Подождать пока компрессор создаст давление в ресивере до 100 – 120 мм.рт.ст.

4. Выключить компрессор, подождать несколько секунд, пока в системе выровняется давление и считать показания манометра и термометра.

5. Нажать кнопку сброса давления в ресивере. По достижению минимального давления в ресивере считать показания термометра

6. Результаты измерений падения давления и интервал температур записать в журнал эксперимента.

7. Повторите все действия описанные в пунктах 2-6 (3-5 раз) и вычислить средние значения результатов.

По результатам измерений вычислить теплоемкость воздуха, пользуясь методическими указаниями к лабораторной работе.

Внимание: При наборе давления происходит хлопок (щелчёк). Это предусмотрено заводом изготовителем.

Установка ФПТ1-6н в процессе эксплуатации не требует специального обслуживания.

Достаточно периодически (раз в неделю) удалять пыль, проверять подключение защитного заземления и эксплуатировать в условиях предусмотренных п.1 паспорта.

Внешний вид предыдущих моделей ФПТ1-6:

источник

Учебная лабораторная установка «Определение отношения теплоемкостей воздуха»

Разрабатываем, производим под заказ учебное оборудование любой сложности, на любом языке.

Учебная лабораторная установка «Определение отношения теплоемкостей воздуха» входит в комплект оборудования учебной лаборатории «Молекулярная физика и термодинамика» и предназначена для определения отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме методом Клемана-Дезорма.

Применяется для проведения лабораторных работ по курсу «Физика» раздел «Молекулярная физика и термодинамика» в высших учебных заведениях.

Учебная установка предназначена для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от +10°С до +35°С и относительной влажности не более 80%.

Учебный стенд позволяет: определять отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме методом Клемана-Дезорма.

Информационно-измерительная система учебного стенда позволяет определять величину температуры и давления.

Лабораторная установка представляет собой ящик на алюминиевой раме, обшитый пластиком, в котором располагаются:

• герметичная емкость;
• воздушный компрессор;
• система трубопроводов;
• дроссельный кран;
• датчиков давления и температуры;
• кнопочные выключатели;
• ЖК дисплей.

К лабораторному стенду прилагается комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.

от однофазной сети переменного тока с рабочим нулевым и защитным проводниками напряжением, В

Учебная лабораторная установка «Определение отношения теплоемкостей воздуха» производства компании «ЭнергияЛаб» соответствует по качеству, стандартам, техническим условиям, иной документации, устанавливающей требования к качеству данной продукции, и имеет сертификат, паспорт, руководство по эксплуатации, укомплектовано всеми необходимыми для установки и эксплуатации компонентами и соответствует по техническим характеристикам, требованиям, заявленным в техническом задании.

Поставляемое оборудование является новым и не является выставочным образцом или оборудованием, собранным из восстановленных узлов и агрегатов. Оборудование комплектно и обеспечивает конструктивную и функциональную совместимость при использовании в комплекте.

ООО «ЭнергияЛаб» изготовит Учебная лабораторная установка «Определение отношения теплоемкостей воздуха», произведет его пуско-наладку, обеспечит работоспособность всего предлагаемого оборудования как в составе комплекта, так в качестве самостоятельных единиц. При этом в комплект включены все необходимые компоненты (кабели, крепеж) для обеспечения данного требования.

Учебное оборудование соответствует действующим стандартам и нормам по пожарной санитарной и электрической безопасности, а также электромагнитной совместимости, в соответствии с номенклатурой продукции, в отношении которой законодательными актами Российской Федерации предусмотрена обязательная сертификация с документальным подтверждением.

источник

Лабораторная работа №10. “Определение отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме”

“Определение отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме”.

Цель работы:Измерить отношение теплоемкости воздуха при постоянном давлении и теплоемкости воздуха при постоянном объеме.

Теплоемкость газа численно равна количеству теплоты, которое необходимо сообщить этому газу, чтобы увеличить его температуру на .

Для определения отношения теплоемкости при постоянном давлении Ср к теплоемкости при постоянном объеме Cv следует рассмотреть процесс, где это отношение играет существенную роль. Таким процессом является адиабатический процесс, описываемый уравнением Пуассона:

(1)

(2)

здесь Р- давление газа ([Р] = Па), V — объем газа ([v] = м3)

и (3)

(4)

Здесь — количество степеней свободы молекулы рассматриваемого газа, т.е. число координат, достаточное для фиксации положения молекулы в пространстве между рассматриваемым газом и окружающей средой. В реальных условиях осуществить полную теплоизоляцию невозможно. Однако на практике пользуются тем фактом, что установление равновесного давления протекает очень быстро — за доли секунды, а на выравнивание температуры требуются минуты. Следовательно, осуществления процесса близкого к адиабатическому быстро изменяют давление в газе.

При адиабатическом процессе первое начало термодинамики (закон сохранения энергии) имеет следующий вид:

(5)

— изменение внутренней энергии газа (U –суммарная, механическая энергия всех молекул газа ([U] = Дж), А — работа при адиабатическом расширении либо сжатии ([А] = Дж).

Если газ расширяется, то А > 0, следовательно, соглао уравнению (5) внутренняя энергия уменьшается температура газа Т понижается. При сжатии газа А — имеет место обратный эффект.

Если газ расширяется изобарически (при постоями давлении), то согласно первому началу термодинамики

(6)

Количество теплоты Q, полученное газом, расходуется на изменение внутренней энергии и совершение работы А ([Q] = Дж).

Если же процесс изохорический (при постоянном объеме), то работа А = 0 и по первому закону гермодинамики:

(7)

Тепло расходуется лишь на изменение внутренней энергии. Если в обоих случаях температура изменилась больше на величину совершенной работы А.

Если мы имеем один моль газа, то работа:

Где R – универсальная газовая постоянная .

Полученный нами вывод, что Ср >Cv согласуется с соотношением (4) (9)

Так как в дальнейшем нам понадобиться уравнение изобарического и изохорического процессов, напишем уравнение Менделеева — Клапейрона – уравнение состояния идеального газа:

(10)

m -масса газа, — масса моля газа.

1. Накачать в сосуд воздух до тех пор, пока разность уровней жидкости в манометре не будет равна 20-25 см. Прекратив накачивание, выждать 2-3 мин, пока температура внутри сосуда не станет равной температуре окружающей среды, т.е. разность уровней в манометр стабилизируется. Записать разность (hi) в таблицу.

2. Нажать рычаг К, тем самым соединить сосуд с атмосферой. Включить секундомер. По истечении времени t, измеренному по секундомеру, ключ отпустигь. Измерения проводить несколько раз с различными промежутками времени t от 3 до 15 сек. через каждые 3 сек.

3. После закрытия ключа К выждать, пока газ нагреется до темперагуры окружающей среды, т.е. разность уровней в манометре стабилизируется, отсчитать показания манометра hi и внесите в таблицу.

4. Для каждого значения t вычислить и занести полученные значения в таблицу.

5. Построить график зависимости величины от времени по данным таблицы.

Отрезок отсекаемый экспериментальной прямой по оси ординат

Находим :

Находим частотные производные:

Вывод: Опытным путем определили отношение теплоемкости воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8854 — | 7662 — или читать все.

источник

Лабораторная работа № 2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА МЕТОДОМ АДИАБАТИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ

1) изучение первого начала термодинамики в различных изопроцессах;

2) экспериментальное определение показателя адиабаты для воздуха.

Схема экспериментальной установки

Рассмотрим подробнее два заключительных процесса: адиабатическое расширение 3-4 и изохорическое нагревание 4-5. Для первого из них запишем уравнение адиабаты:

, (1)

где – показатель адиабаты, представляющий собой отношение теплоемкости газа при постоянном давлении С_р к его теплоемкости при постоянном объеме C_V .

Учитывая, что в состоянии 4 давление воздуха в сосуде равно атмосферному (р₄ = р₁), а объем имеет то же значение, что и в конечном состоянии 5 (V₄ = V₅), перепишем (1) в виде

. (2)

Температура воздуха в состояниях 3 и 5 одинакова и равна температуре окружающей атмосферы Т₁ . Воспользовавшись уравнением изотермы

,

,

и уравнение (2) принимает вид

,

откуда показатель адиабаты

. (3)

Преобразуем знаменатель дроби в правой части выражения (3)

, (4)

а также величины давлений р₃ и р₅ (см. рис. 2):

;

. (5)

Таким образом, величины Dр_I и Dр_II несоизмеримо малы по сравнению с р₁ , и отношения

Используем известное в математике соотношение, имеющее место при малых х (х 2 = s =