- •ФИЗИКА
- •Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра
- •Работа №2 Цикл тепловой машины
- •Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела
- •Работа № 8 Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа
- •Экспериментальная установка
- •Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела
- •Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
- •Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа
- •ЗАДАНИЕ
- •Работа № 13 Исследование диффузии газов
- •Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
расположена в конце трубки и представляет собой стеклянную пористую пробку со множеством узких и длинных каналов. Пористость и толщина пробки подобраны так, чтобы обеспечить оптимальный поток газа при перепаде давлений до 10 атм; при этом в результате эффекта Джоуля-Томсона создается достаточная разность температур. Газ поступает в трубку из теплообменника, в котором нагревается до температуры воды в термостате. Температура воды измеряется термопарой 5 и отображается на индикаторе 7, разность температур до и после перегородки измеряется дифференциальной термопарой 4 и отображается на индикаторе 6.
Газ поступает в систему из баллона 13 через редуктор 12, который позволяет регулировать давление газа в магистрали. Кран 10 позволяет перекрыть поток газа, давление контролируется манометром 11.
Термостат управляется с пульта 7. Пульт содержит задатчик температуры (в С), переключатели "НАГРЕВ" и "ЦИРК". Переключатель "НАГРЕВ" включает режим поддержания температуры воды внутри термостата равной заданной, при выключенном переключателе "НАГРЕВ" температура воды устанавливается равной комнатной. Индикацией включения нагрева является окрашивание в красный цвет изображения ТЭНа внутри термостата. Переключатель "ЦИРК" включает или выключает циркуляцию воды через водяную рубашку трубы 3. Индикацией включения циркуляции является вращение крыльчатки насоса внутри термостата.
В процессе протекания через пористую перегородку газ испытывает существенное трение, приводящее к ее нагреву. Потери энергии на нагрев трубки в начале процесса могут быть очень существенными и сильно искажают ход явления. После того как температура трубки установится и газ станет уносить с собой все выделенное им в перегородке тепло, формула [1] становится точной, если, конечно, теплоизоляция трубки достаточно хороша и не происходит утечек тепла наружу через ее стенки.
ЗАДАНИЕ
1.Запустите работу.
2.Установите на пульте термостата температуру регулирования 20 С, включите термостат в режим "НАГРЕВ" и "ЦИРК".
3.Откройте регулирующий вентиль 8 настолько, чтобы избыточное давление
составило 8 10 атм. Запишите показания манометра. Откройте кран 7.
4. Через несколько минут после подачи давления, когда полностью затухнут переходные процессы, запишите показания дифференциального термометра.
34
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
5. При помощи вентиля 8 установите давление на 1 атм. меньше первоначального. Через несколько минут, когда установятся давление и разность температур, вновь запишите показания манометра и дифференциального термометра.
Результаты измерений занести в таблицу:
Физ. величина |
Т |
Р1 |
Р2 |
Р |
Т |
|
a |
b |
ТИНВ |
ТКР |
|
Ед. измерений |
оС |
Па |
Па |
Па |
оС |
o C |
Па |
Н м4 |
м3 |
К |
К |
Номер опыта |
|
|
|
|
|
|
моль2 |
моль |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р2 – атмосферное давление Р2 = 1 атм 105 Па,
Р1 – менять (10, 8, 6, 4, 2 атм.). |
|
|
|
||
6. |
Проведите измерения для нескольких (5-7) значений давления при комнатной |
||||
температуре. |
Т |
||||
7. |
Отложив полученные точки на графике T f P |
||||
|
|
|
|||
, по наклону графика определите коэффициент |
|
|
|
||
Джоуля-Томсона для выбранной вами температуры. |
|
tg = |
|||
|
|
|
|||
8. |
Окончив измерения при комнатной температуре, |
|
|
Р |
|
|
|
закройте кран 10 и установите на термостате температуру 40 50 C.
9.Когда температура установится и установка войдет в стационарный режим, повторите измерения, как указано в пунктах 3-7.
10.Окончив измерения, проделайте такие же измерения, как указано в пунктах 3—7,
для температуры 70 80 C.
11. Используя формулу |
|
T |
|
2a RT b |
( СP 41 Дж / моль К ) |
и |
|
|
P |
|
CP |
|
|
экспериментальные данные, полученные при трех значениях температуры, определите постоянные a и b для углекислого газа по двум парам температур.
Найдите ТИНВ и ТКР для углекислого газа при помощи формул
T |
2 a |
T |
|
4 |
T |
|
|
||||
ИНВ |
R b |
КР |
|
27 |
ИНВ |
|
|
|
|
12. Сравните полученные значения с табличными (табличные данные соответствуют измерению при критической температуре).
Что можно сказать на основании ваших измерений ТИНВ и ТКР о точности уравнения Ван-дер-Ваальса?
35