Исходные данные

В эксперименте в качестве горючего используется бензин с условной химической формулой С_72,25 Н₁₃₃; в качестве окислителя – воздух, условная химическая формула которого N_75,5 O_14,5. Внутренний объем калориметрической бомбы V= 0,25 л.

Экспериментальная часть работы

Основные этапы работы:

- проверка исходного состояния установки;

- подготовка к эксперименту;

- проведение эксперимента;

- приведение установки в исходное состояние.

Все операции выполняются согласно документации на установку под руководством преподавателя.

Проверка исходного состояния подразумевает проверку наличия воды в сосуде 2, чистоту бомбы 1, целостности контактных проводов, надежности крепления нихромовой проволочки к токовводам.

Подготовка к эксперименту состоит в выполнении следующих операций:

- заполнение колбы горючим (бензином А-80);

- определение массы горючего в колбе;

- определение стехиометрического соотношения компонентов топлива.

При заданном  вычисляется потребная масса окислителя:

m_ок = m_гор  K_o ;

По массе окислителя определяется величина абсолютного давления наполнения бомбы воздухом:

p =m_ок RT/ V,

где R – газовая постоянная воздуха, Дж/кг • К;

Т – температура воздуха при наполнении бомбы, К;

V – объем бомбы, м³.

Последовательность проведения эксперимента:

- установить крышку бомбы 3 (рис. 2.17) на специальный штатив;

- разместить на дне бомбы 1 колбочку 6 с горючим;

- вставить крышку в стакан до упора;

- завернуть накидную гайку 2;

- перенести бомбу в вертикальном положении на стол для наполнения воздухом;

- наполнить бомбу воздухом, для чего:

- навернуть трубку от воздушного редуктора на впускной штуцер;

- нагрузить редуктор, доведя давление в бомбе до расчетного;

- встряхнуть бомбу, с целью механического разрушения ампулы с бензином;

- установить бомбу в сосуд;

- подсоединить контактные провода;

- установить мешалку и термометр;

- закрыть кожух крышкой;

- включить в работу мешалку (она не должна касаться стенок сосуда и бомбы и выходить из воды);

- через 5 - 7 мин (это время необходимо для выравнивания температуры всех частей калориметрической системы) сделать первый отсчет показания термометра;

- замкнуть ток в цепи зажигания;

- следить за подъемом температуры по термометру;

- зафиксировать максимальное значение температуры;

- снять с установки напряжение;

- разобрать калориметрическую систему;

- стравить из бомбы продукты сгорания;

- разобрать бомбу;

- промыть и просушить бомбу.

Расчетная часть работы

Задача расчета состоит в определении величины теплоты сгорания как функции от коэффициента избытка окислителя.

Предлагается следующая последовательность расчета:

- вычислить высшую теплоту сгорания топлива при заданном коэффициенте избытка окислителя:

H_в = W(t₂ – t₁)/m_{т ,}

где W – водяной эквивалент калориметрической системы, Дж/К

(обозначен на установке);

t₁ и t₂ – начальная и конечная температура воды в калориметриче-

ском сосуде, ⁰C;

m_т – масса топлива, кг;

- сравнить величину высшей теплоты сгорания H_b с величинами, полученными на других установках при других значениях избытка окислителя;

- построить зависимость H_b = f();

- сделать выводы по работе.