Измеренные величины:

t₂ – температура холодного воздуха на входе в сосуд Дьюара в С;

t₁ – температура нагретого воздуха на выходе из сосуда Дьюара в С;

V – объёмный расход нагреваемого воздуха м³/с ;

U_н – напряжение на нагревателе, В;

U_о – напряжение на образцовом сопротивлении, мВ.

Расчётные величины:

Массовый расход воздуха:

G = V ρ_в

где r_в – плотность воздуха на входе в компрессор при нормальных условиях r_в = 1,29 кг/м³ .

Ток в нагревателе

I = U_о/ R_о

величина образцового сопротивления: R₀ = 0,1 Ом;

Тепло, выделяемое нагревателем и передаваемое воздуху;

Q = U_н I

Зная температуры до и после передачи воздуху тепла от нагревателя, а так же его расход, можно определить теплоёмкость воздуха при постоянном давлении.

Показания приборов во время опытов (измеренные величины) и расчетные величины следует записать в таблицу

Таблица

№ п/п	t1 С	t2 С	Uн, В	Uо,мВ	I, A	Q, Вт	V, м3/ч	срm Дж/кгК
1
2
3

Содержание отсчета

В отчет должны быть включены:

1. схема и описание лабораторной установки;

2. порядок проведения работы, основные теоретические положения;

3. таблица наблюдений и расчет средней массовой изобарной теплоемкости с_рm на основании опытных данных;

4. определение через с_рm теплоемкостей с’_pm , с_pm , с_vm , с’_vm , с_vm в системе СИ;

5. ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Как связаны между собой мольная, массовая и обьемная теплоемкости?

2. Что такое массовая, обьемная, средняя и мольная теплоемкости?

3. В чем разница между истинной и средней теплоемкостями?

4. Как связаны между собой изохорная и изобарная теплоемкости?

Лабораторная работа № 2

Определение отношения теплоемкостей воздуха Cр/Сv – показателя адиабаты

Цель работы: экспериментальное определение показателя адиабаты воздуха.

Схема и описание лабораторной установки

В стеклянный баллон 1 рис.1, соединенный с компрессором 2, через напускной кран 3 накачивается воздух. Клапан сброса воздуха 4 , находящийся на верхней крышке установки позволяет резко уменьшить давление в баллоне практически без теплообмена с окружающей средой что позволяет моделировать адиабатный процесс.

На рис. 2 представлена передняя панель установки 6, на которой размещаются тумблер «СЕТЬ» 7, тумблер «КОМПРЕССОР» 8, водяной U- манометр 5,

кран 3 перепуска воздуха со следующими положениями:

ОТКРЫТ

– Положение ручки крана на данной отметке открывает линию к компрессору 2.

ЗАКРЫТ

– Положение ручки крана на данной отметке перекрывает баллон 1.

РЕГУЛИРОВАНИЕ УРОВНЯ

– Положение ручки крана на данной отметке позволяет отрегулировать уровень воды в коленах U – манометра после заполнения баллона воздухом.

Измеряемые величины:

1. Перепад давления в баллоне измеряется по разности уровней в водяном U- манометре 5.

Установка работает следующим образом.

В баллон компрессором 2 накачивается воздух до определенного избыточного давления (разность уровней в коленах U- манометра должна составлять: h = (20 – 25) см.). В каждой серии опытов эта разность должна быть одинаковой (регулируется краном 3). После выравнивания температур воздуха в баллоне и окружающей среды, осуществляется быстрый сброс давления через выпускное отверстие с клапаном. При этих условиях процесс с достаточной точностью можно считать адиабатическим. После того, как клапан сброса закрылся, осуществляется изохорный процесс теплообмена с окружающей средой. Температура воздуха в баллоне приближается к температуре окружающей среды.

Рис. 1. Схема экспериментальной Рис. 2. Схема рабочего участка

установки.