40

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО ВОРОНЕЖСКИЙ

ГАУ им. К.Д.ГЛИНКИ

КАФЕДРА «ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по курсу

«Теплотехника»

для студентов технологического факультета

дневной и заочной форм обучения

(специальность 311200 – «Технология производства и

переработки сельскохозяйственной продукции»)

Воронеж 2005

Составители: доцент В.В. Воронцов, доцент М.Н. Шахова, доцент Н.В. Королькова, ст. преподаватель С.В. Бутова

Рецензент – кандидат химических наук, доцент кафедры физики ВГАУ О.В. Воищева.

Методические указания одобрены и рекомендованы к изданию решением кафедры процессов и аппаратов пищевых производств (протокол № 5 от 16.05.2005 г.) и методической комиссией технологического факультета ВГАУ (протокол № 7 от01.06.2005 г.)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование температурной зависимости теплоемкости пищевых продуктов

Цель работы - усвоение теоретического материала по разделу термодинамики «Теплоемкость», а также овладение навыками пользования измерителем теплоемкости ИТ-с-400 при экспериментальном определении теплоемкости твердого тела или жидкости.

Задание

1. Экспериментальным путем определить теплоемкость образца пищевого продукта в интервале температур 25…125 ⁰C.

2. Построить график температурной зависимости теплоемкости.

Методические указания

Эксплуатационные показатели теплообменных аппаратов во многом зависят от теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности материалов. При расчете тепловой аппаратуры очень важным показателем является определение количества теплоты, участвующей в процессе. Точное его определение обеспечивает правильную оценку работы аппарата с экономической точки зрения.

Сообщение телу теплоты в каком-либо процессе вызывает изменение его состояния и в общем случае сопровождается изменением температуры.

Отношение теплоты dQ, полученное телом при бесконечно малом изменении его состояния, к изменению температуры dT называется теплоемкостью тела в данном процессе С, Дж / К:

C = dQ / dT. (1.1.)

Величина Q зависит не только от интервала температур, но и от вида процесса подвода теплоты. Общее количество теплоты Q, Дж, полученное в данном процессе, определяется выражением:

Q_1-2 = C (T₂ – T₁). (1.2.)

Обычно величину теплоемкости относят к единице количества вещества и в зависимости от выбранной единицы различают:

1. удельную массовую теплоемкость с, отнесенную к 1 кг тела и измеряемую в Дж/(кг^..К);

2. удельную объемную теплоемкость с', отнесенную к количеству вещества, содержащегося в 1 м³ объема при нормальных физических условиях, и измеряемую в Дж/(м^3.К);

3. удельную мольную теплоемкость μс, отнесенную к одному киломолю и измеряемую в Дж/(кмоль^.К).

Изменение температуры тела при одном и том же количестве сообщаемой теплоты зависит от характера происходящего при этом процесса, поэтому теплоемкость является функцией процесса.

В термодинамических расчетах большое значение имеют:

• теплоемкость при постоянном давлении, равная отношению количества теплоты δq_р, сообщенной телу в процессе при постоянном давлении, к изменению температуры тела dТ;

с_р = δq_р / dТ (1.3.)

• теплоемкость при постоянном объеме, равная отношению количества теплоты δq_v, подведенной к телу в процессе при постоянном объеме, к изменению температуры тела dТ.

с_υ = δq_v / dТ (1.4.)

Средней теплоемкостью с_ср данного процесса в интервале температур от t₁ до t₂ называется отношение количества теплоты, сообщаемой телу, к разности конечной и начальной температур (t₂- t₁):

с_ср = q / (t₂ - t₁) (1.5.)

Выражение с=δq / dТ определяет теплоемкость при данной температуре, или так называемую истинную теплоемкость.