Определение изобарной теплоёмкости воздуха при атмосферном давлении
Автор: KetiRem • Апрель 22, 2023 • Лабораторная работа • 504 Слов (3 Страниц) • 226 Просмотры
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Институт заочного вечернего обучения
Отчет
По лабораторной работе №1
Определение изобарной теплоёмкости воздуха при атмосферном давлении
Выполнил: ст.гр. АДБз-20-1
Перекрест Олеся Александровна
№20150355
Номер зачетной книжки
Проверил: доц.каф.Физики
Рыбарчук О.В.
Иркутск, 2023
Лабораторная работа №1
Определение изобарной теплоёмкости воздуха при атмосферном давлении
Цель работы: Углубление знаний по исследованию теплофизических свойств вещества и изучение метода проточного калориметрирования для определения теплоемкости воздуха при постоянном давлении.
Теоретическая часть
Теплоемкость газа является экстенсивным свойством вещества (зависит от массы газа). Чаще всего в расчетах используют значения удельной теплоемкости. Удельной теплоемкостью называется количество тепла, необходимое для нагрева или охлаждения какой-либо единицы газа (кг, м3, кмоль) на один градус.
В зависимости от выбранной количественной единицы вещества различают массовую теплоемкость c, Дж/(кг∙К); объемную теплоемкость с’, Дж/м3∙К); молярную теплоемкость , Дж/(моль∙К).[pic 1]
Связь между этими теплоёмкости следующая:
[pic 2]
[pic 3]
где – масса одного киломоля, кг/кмоль;[pic 4]
– объем киломоля газа при НФУ;[pic 5]
- плотность газа при НФУ.[pic 6]
Величина теплоемкости зависит от условий подвода тепла. Наибольший интерес представляют процессы нагрева с подводом тепла при постоянном давлении и постоянном объеме; соответственно удельные теплоемкости при этом называются изобарными и изохорными.
Немецкий естествоиспытатель Ю. Р. Майер в 1842 году установил связь между величинами этих теплоемкостей:
[pic 7]
где – массовая изобарная теплоемкость, Дж/(кг∙К);[pic 8]
– массовая изохорная теплоемкость, Дж/(кг∙К);[pic 9]
– индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кг∙К).[pic 10]
Теплоемкость идеальных газов зависит от температуры. С увеличением температуры величина теплоемкости увеличивается. В теплотехнических расчетах чаще используют значения средней теплоемкости – среднего расхода тепла в интервале температур от до необходимого для изменения температуры газа на один градус, т.е.[pic 11][pic 12][pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
В отличие от средней, теплоемкость при конкретной температуре называется истинной теплоемкостью:
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
Величина теплоемкости чаще всего определяется экспериментальным путем. Поэтому в данной работе для ее определения используется метод проточного калориметра.
Методика эксперимента и описание установки. Основной частью установки является (рис. 1) является проточный калориметр 1.
[pic 19]
Рисунок 1 – Схема установки для определения теплоемкости воздуха
В установке осуществляется измерение количества теплоты , которое подводится к известному количеству воздуха, чтобы повысить его температуру на некоторую величину. Для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду калориметр 1 выполнен по схеме многоходового теплообменника с самоулавливания тепловых потерь. В центральной части калориметра установлен электрический нагреватель 2. Питание нагревателя осуществляется электрическим током, напряжение которого регулируется автотрансформатором 4. Измерение напряжение и силы тока в цепи нагревателя производится вольтметром и амперметр.[pic 20]
...