История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-10-11 | 286 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
МЕТОД АДИАБАТИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ
В сосуд А с помощью насоса накачивается воздух, создавая внутри его давление выше атмосферного так, чтобы разность уровней в манометре равнялась 15-25 см. При этом температура воздуха в сосуде сначала повысится, но через некоторое время в результате теплообмена сравняется с температурой окружающей среды. Воздух элементарного объема будет характеризоваться параметрами P1, Т1, V1, что соответствует точке 1 на графике (рис.2). Когда давление воздуха в сосуде установилось, на короткое время соединим сосуд с атмосферой краном Д. При этом часть закаченного воздуха выйдет из сосуда. Воздух в сосуде, а значит и элементарный объем массой dm, расширятся. Это расширение можно считать адиабатическим, так как оно происходит быстро и теплообмен с окружающей средой практически не происходит. Давление в сосуде сравнивается с атмосферным, а температура понизится. На, графике (рис. 2) процесс расширения изображен отрезком адиабаты 1-2. Параметры воздуха в процессе такого расширения связаны уравнением адиабаты (уравнение Пуассона)
Закроем кран Д. Через 3-5 минут воздух в сосуде нагревается до температуры окружающей среды. Так как нагревание происходит практически при постоянном объеме, то давление в сосуде несколько повысится. Процесс изобразится отрезком изохоры, и параметры примут значения (P3T1V2) (рис. 2).
Для повторения эксперимента открываем кран Д. Элементарный объем приходит в исходное состояние 1. Процесс 3-1 (рис. 2) - изотермический процесс, процесс при температуре окружающей среды.
Для элементарной массы газа dm на основании уравнения Бойля – Мариотта имеем:
|
P1V1 = P3V2 (2)
Для определения показателя адиабаты возведем уравнение (2) в степень g и разделим его почленно на уравнение (1)
(3)
Логарифмируем уравнение (3), находим:
(4)
Эту формулу можно упростить, исходя из условий эксперимента. Выразим давление воздуха в сосуде через разность уровней жидкости в манометре. Обозначим уровень, соответствующий атмосферному давлению буквой Н, добавочное давление, измеряемое разностью уровней в манометре, в состояние 1 - буквой h1 и добавочное давление в состояние 3 - буквой h2.
Тогда:
P1 = H + h1; P2 = H; P3 = H + h2
Подставим эти значения в формулу (4)
Так как атмосферное давление велико в сравнении с добавочными давлениями, то величины Н; H+h; H+h мало отличатся друг от друга. В этом случае разность логарифмов можно принять пропорциональной разности самих чисел и приближенно положить:
(5)
Формула (5) является расчетной формулой для определения g. Весь воздух массой m, не выходящий в процессе экспериментов из сосуда А (cм. рис. 1), ведет себя так же, как и воздух в элементарном объеме.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. И. В. Савельев. Курс физики, М, 1989г.
2. А. А. Детлаф, Б.М.Яворский. Курс Физики. 1999г.
МЕТОД АДИАБАТИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ
В сосуд А с помощью насоса накачивается воздух, создавая внутри его давление выше атмосферного так, чтобы разность уровней в манометре равнялась 15-25 см. При этом температура воздуха в сосуде сначала повысится, но через некоторое время в результате теплообмена сравняется с температурой окружающей среды. Воздух элементарного объема будет характеризоваться параметрами P1, Т1, V1, что соответствует точке 1 на графике (рис.2). Когда давление воздуха в сосуде установилось, на короткое время соединим сосуд с атмосферой краном Д. При этом часть закаченного воздуха выйдет из сосуда. Воздух в сосуде, а значит и элементарный объем массой dm, расширятся. Это расширение можно считать адиабатическим, так как оно происходит быстро и теплообмен с окружающей средой практически не происходит. Давление в сосуде сравнивается с атмосферным, а температура понизится. На, графике (рис. 2) процесс расширения изображен отрезком адиабаты 1-2. Параметры воздуха в процессе такого расширения связаны уравнением адиабаты (уравнение Пуассона)
|
Закроем кран Д. Через 3-5 минут воздух в сосуде нагревается до температуры окружающей среды. Так как нагревание происходит практически при постоянном объеме, то давление в сосуде несколько повысится. Процесс изобразится отрезком изохоры, и параметры примут значения (P3T1V2) (рис. 2).
Для повторения эксперимента открываем кран Д. Элементарный объем приходит в исходное состояние 1. Процесс 3-1 (рис. 2) - изотермический процесс, процесс при температуре окружающей среды.
Для элементарной массы газа dm на основании уравнения Бойля – Мариотта имеем:
P1V1 = P3V2 (2)
Для определения показателя адиабаты возведем уравнение (2) в степень g и разделим его почленно на уравнение (1)
(3)
Логарифмируем уравнение (3), находим:
(4)
Эту формулу можно упростить, исходя из условий эксперимента. Выразим давление воздуха в сосуде через разность уровней жидкости в манометре. Обозначим уровень, соответствующий атмосферному давлению буквой Н, добавочное давление, измеряемое разностью уровней в манометре, в состояние 1 - буквой h1 и добавочное давление в состояние 3 - буквой h2.
Тогда:
P1 = H + h1; P2 = H; P3 = H + h2
Подставим эти значения в формулу (4)
Так как атмосферное давление велико в сравнении с добавочными давлениями, то величины Н; H+h; H+h мало отличатся друг от друга. В этом случае разность логарифмов можно принять пропорциональной разности самих чисел и приближенно положить:
(5)
Формула (5) является расчетной формулой для определения g. Весь воздух массой m, не выходящий в процессе экспериментов из сосуда А (cм. рис. 1), ведет себя так же, как и воздух в элементарном объеме.
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!