Контрольные вопросы

1. Какой физический смысл имеет температура?

2. Какие шкалы применяются для количественной оценки температуры?

3. Какие типы термометров применяются для измерения температуры?

4. На чем основан принцип действия термометров расширения?

5. В чем состоит принцип действия термометров сопротивления?

6. Какие материалы используется для чувствительных элементов термометров сопротивления?

7. Какие приборы используются для измерения сопротивления термометров сопротивления?

8. На чем основан принцип действия термоэлектрических термометров?

9. Какие металлы используются для изготовления термопар?

10. Какие приборы используются для измерения термо - э. д. с. термопар?

11. Как производится измерение температуры с помощью термоэлектрических термометров?

Литература: [1, с.5-6];[2, с.10-11];[4, с.56-62. с.146-147, c.209-214];[6, с.7-8].

Лабораторная работа № 2 уравнение состояния идеальных газов.

Цель работы: приобрести навыки в использовании уравнения состояния идеальных газов для практических расчетов, определить экспериментально значение газовой постоянная для воздуха.

Методические указания.

Математическая связь между параметрами состояния тела называется термическим уравнением состояния. В общем виде такая связь может быть записана уравнением f(p.T.V ) = 0. Надо иметь ввиду, что кроме термического уравнения состояния в термодинамике используется еще калорическое уравнение состояния, которое устанавливает математическую зависимость внутренней энергии или энтальпии тела от термических параметров.

Для установления математической связи между параметрами необходимо иметь физическую модель. В газообразных телах элементарные частицы (молекулы и атомы), составляющие термодинамическое тело в некотором замкнутом объеме, имеют наибольшее число степеней свободы и совершают хаотичное (Броуновское) движение. При этом они обмениваются энергией (взаимодействуют) друг с другом и поверхностью, ограничивающей объем. Если предположить, что силы межмолекулярного взаимодействия отсутствуют, а сами молекулы не имеют объема и представляют собой материальные точки, то такой газ называют идеальным. В действительности молекулы и атомы газов имеет хотя и малые, но конечные объемы и находятся во взаимодействии друг с другом. Такие газы называют реальными. Очевидно, что чем более разрежен газ, тем меньше число частиц находится в единице объема и тем он ближе к модели идеального газа.

Основные закономерности, устанавливающие связь между параметрами для различных процессов в идеальных газах были установлены экспериментальным путем такими учеными, как Бойль, Мариотт, Гей-Люссак, Шарль. Ввиду важности полученных ими соотношений эти зависимости получили название "Законы идеальных газов". Обобщение законов идеальных газов было сделано Клапейроном в следующем виде VT=const, const - величина постоянная для данного газа. В дальнейшем ввели обозначение const = R и назвали газовой постоянной. С учетом этого уравнение состояния идеального газа на 1 кг записывается в следующем виде:

(2.1.)

где  - абсолютное давление в системе, Па; V - удельный объем системы, м³/кг; Т - абсолютная температура, К; R - газовая постоянная, кДж/кгT.

Для идеального газа массой М кг уравнение (2.1.). записывается в виде:

(2.2.)

где V = v М - объем тела, м³ .

Величину газовой постоянной R можно вычислить, зная параметры состояния при нормальных условиях ( =101325 Па, Т =273,15 °С)

(2.3.)

Учитывая, что объем одного моля любого газа при нормальных условиях равен V_ =v=22,413 м³/ кмоль; v = 22,413/, м³/кг; где  - молекулярная масса газа, кг/кмоль. Подставляя это значение в (2.3.) получим R = 8314 /. Число 8314 постоянно для всех газов, обозначается R_ = 8314 Дж/ кмоль К и называется универсальной газовой постоянной. С использованием универсальной газовой постоянной уравнение состояния идеальных газов записывается в виде

(2.4.)