Определение теплоемкости воздуха. Изучение первого закона термодинамики и теплоемкости газов

Страницы работы

Содержание работы

Федеральное агентство по образованию

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «ТОТ»

Отчет по Лабораторной работе

по дисциплине «Теплотехника» на тему:

определение теплоемкости воздуха

Выполнил: студент гр. НТ 83–1

Богомазов Евгений Викторович

Проверил:

Федоров Глеб Валентинович

Красноярск 2005


Цель работы: 1.изучение первого закона термодинамики и теплоемкости газов. 2.освоение методики калориметрического эксперимента на примере определения изобарной теплоемкости воздуха.

Краткие теоретические сведения.

Теплоемкость представляет собой количество тепла. которое необходимо для изменения температуры единицы количества вещества на 1 ºС. В зависимости от того, в каких единицах измеряется количество вещества, соответственно различают массовую теплоемкость . кДж / кг град, объемную , кДж/м3 град и мольную, кДж/ кмоль град.

Теплоемкость газа зависит от природы вещества, параметров состояния (температуры и давления характера термодинамического процесса. В соответствии с этим теплоемкость, отнесенная к определенному значению температуры, называется истинной, . Теплоемкость, относящаяся к конечному интервалу температур, есть средняя теплоемкость . Теплоемкость при постоянном объеме  именуется изохорной , а при постоянном давлении – изобарной

Опытное определение средней изобарной теплоемкости газа  сводится к нагреву его в проточном калориметре и измерению необходимых величин (количества тепла ,объемного расхода , и повышения температуры ). Полагая, что все тепло от электронагревателя идет в установившемся процессе на изобарный нагрев воздуха. (тепловые потери отсутствуют). Теплоемкость можно найтипо формуле, кДж/  град:

                                                    (1)

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Основной частью установки (рисунок 1) является стеклянный проточный калориметр 1. От размещенного в нем электронагревателя 2 подводится. Тепло к протекающему воздуху.

Воздух засасывается из помещения и продвигается по калориметру под действием электронасоса 3. Производительность последнего измеряется газосчетчиком 4, а регулируется с помощью автотрансформатора 5.

Потребляемая нагревателем мощность измеряется ваттметром 6. В целях уменьшения тепловых потерь в окружающую среду калориметр помещен в теплоизоляционную стеклянную оболочку. Температура воздуха на входе в калориметр и на выходе из него измеряется ртутными термометрами 7 и 8.

Рисунок 1 – Схема опытной установки

обработка результатов измерений

Протокол для записи измерений

, с

W,м3

tвх , ºC

tвых , ºC

N, Вт

P, мм рт ст

0

6,69

22

22,4

22,5

736

300

7,53

25,6

33,6

600

8,3

27,8

35,8

900

9,08

29,4

36,8

1200

9,87

30,6

37,8

1500

10,06

31,4

38,4

1800

11,46

31,8

39

2100

12,24

32,2

39,2

2400

13,04

32,2

39,4

Для стационарного значения берем последний замер и определяем t1=32,2 ºС, t2=39,4 ºС

1.Определим величину объемного расхода воздуха через калориметр , м3/с по формуле: ;

2. По формуле (1) рассчитаем среднюю изобарную объемную теплоемкость воздуха , где величина теплового потока Q=N=22,5 Вт, а объемный расход воздуха  найдем из объединенного закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

,

где ; PH = 750 мм рт ст; TH = 273 К; Рt=736 мм рт ст;

;

;

3. Вычислим величину расхождения между экспериментально определенной теплоемкостью  и табличным значением :

;

4. Найдем значение массовой изобарной теплоемкости, :

;

5. По формуле Майера находим изохорную массовую теплоемкость воздуха, R=:

;

6. Вычисляем показатель адиабаты:

;

7. Рассчитываем для воздуха величину внутренней энергии U, кДж/кг; энтальпии i, кДж/кг; энтропии S, кДж/кг град при температуре t2 по формулам:

;

;

.

Контрольные вопросы

1.

2. Теплоемкость представляет собой количество тепла. которое необходимо для изменения температуры единицы количества вещества на 1 ºС. В зависимости от того, в каких единицах измеряется количество вещества, соответственно различают массовую теплоемкость . кДж / кг град, объемную , кДж/м3 град и мольную, кДж/ кмоль град. Теплоемкость, отнесенная к определенному значению температуры, называется истинной, . Теплоемкость, относящаяся к конечному интервалу температур, есть средняя теплоемкость . Теплоемкость при постоянном объеме  именуется изохорной , а при постоянном давлении – изобарной .

6. Сущность калориметрического метода определения средней изобарной теплоемкости газа  сводится к нагреву его в проточном калориметре и измерению необходимых величин (количества тепла ,объемного расхода , и повышения температуры ). Полагая, что все тепло от электронагревателя идет в установившемся процессе на изобарный нагрев воздуха (тепловые потери отсутствуют). Теплоемкость можно найтипо формуле, кДж/  град:

3.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Теплотехника
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
438 Kb
Скачали:
0