Изохорное нагревание воды и водяного пара (Лабораторная работа № 4)

Страницы работы

Содержание работы

Министерство образования РФ

ГОУВПО «КнАГТУ»

Кафедра «Судовые энергетические установки»

Лабораторная работа №4

Изохорное нагревание воды и водяного пара

Преподаватель: Звиняцкий А.Я.

Группа:              0ХБ-1

Студент:            Никифоров В.В.

Комсомольск-на-Амуре

2004

Цель работы: ознакомление студентов с термодинамическими свойствами рабочих тел на примере воды и водяного пара. Освоение методики опытного определения зависимости между давлением и температурой в двухфазной области и процессе изохорного нагревания. Освоение способа нахождения теплоты парообразования.

Краткие сведения из теории

Всякое вещество может находиться в разных фазах, которые представляют собой различные агрегатные состояния вещества. Фаза – это однородная система с одинаковыми физическими свойствами во всех её частях. Характерная особенность фаз – наличие границ.

В ходе лабораторной работе мы рассматриваем систему вода – водяной пар. На диаграмме давления от температуры она представлена кривой Р=Р(Т).

 Однако, при переходе через кривую не всегда происходит фазовый переход и вещество остается в одной фазе, не распадаясь, такое состояние называется метастабильным. Это объясняется устойчивостью фаз. 

При изотермическом равновесном переходе через границу фазы 1 кг вещества происходит поглощение (или выделение) теплоты, которое называется удельной теплотой фазового перехода.

Изменение давления вдоль кривой равновесия, или, что тоже самое, зависимость равновесного давления обеих фаз от температуры определяется по формуле Клайперона-Клаузиуса:

где dP/dT – производная от давления по температуре, взятая по кривой фазового равновесия;

r – удельная теплота фазового перехода;

V` - удельный объем воды при температуре кипения;

V`` - удельный объем сухого пара.

При малых давлениях удельным объемом кипящей воды можно пренебречь:

Зная зависимость давления от температуры и удельный объем сухого пара, можно узнать удельную теплоту парообразования.

При малых давлениях будем считать зависимость теплоты парообразования ( r) от температуры – линейная функция:

состояние сухого пара описывается уравнением, близким к уравнению состояния идеального газа:

Постоянная n находится по известной из опыта совокупности соответствующих величин Р, Т и V. Как показали расчеты, в интересующим нас диапазоне давлений можно принять n = 0,14. Получим дифференциальное уравнение для единственной неизвестной постоянной с:

В выбранном диапазоне давлений можно принять с = 2,7.

Теперь, когда обе постоянные известны, можно вычислить удельную теплоту парообразования – конденсации в любой точке интересующего нас отрезка кривой насыщения.

Схема экспериментальной установки

Таблица замеров

Замер

Опорные точки

1

2

3

4

5

6

7

8

Показания манометра, кгс/см2

0

0,36

0,48

1,08

1,26

1,5

1,74

1,98

Показания термометра, °С

100

104

106

112

118

120

122

126

Атмосферное (барометрическое) давление, мм. рт.ст.

760

Температура окружающей среды, °С

20

Таблица обработки экспериментальных данных

Величина

Способ задания

Опорные точки

1

2

3

4

5

6

7

8

Р бар, КПа

Замер

101,325

Р ман, КПа

Замер

0

35,3

47,1

105,9

123,6

147,1

170,7

194,2

Р абс, КПа

Рабс = Р бар +

+ Р ман

101,3

136,6

148,4

207,2

224,9

248,4

272

295,5

t, °С

Замер

100

104

106

112

118

120

122

126

с, кДж/кг

Задано

2,7

а0, кДж/кг

Задано

2528

r, кДж/кг

а0 - с*t

2258

2247

2242

2226

2209

2204

2199

2188

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
170 Kb
Скачали:
0