Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



Отчёт по лабораторной работе  № 2: «Изучение изобарного процесса»



 Отчёт по лабораторной работе  № 2: «Изучение изобарного процесса»

Цель работы: экспериментально изучить изобарный процесс, рассчитать изменения функций состояния, теплоту и работу процесса.

Приборы и оборудование: стенд НТЦ-117.

                       Выполнение работы

1. Изучить установку                                                                 Перед выполнением работы просмотреть разделы: «Описание стенда НТЦ-117»и «Лабораторная работа № 2».

2. Провести измерения. Результаты измерений занести в таблицу 2.1. Провести расчёты.

     Таблица 2.1. Результаты эксперимента и расчётов

N n/n

Наименование физической величины

Номер опыта

1 Давление начальное Р1изб , (кПа)  

2 Давление конечное Р2изб, кПа        
3 Температура начальная t1, 0C  

4  Температура конечная t2, 0C  

5 х1, мм  

6 х2, мм 14,5  

7 х = х1- х2, мм -5,5  

8 Изменение объёма воздуха при изобарном сжатии     (V2 - V1)= х·F,м3   -0,13  

9 Объём V1= V ак+ Vц, м3 10,26· 10-3   

Объём V2= V1 - х·F,м3   10,13· 10-3   

Масса m, кг 0,019  

Удельная работа l , -1108  

Полная работа L, Дж -21,06  

Изменение удельной внут-ренней энергии ∆u, -1435  

Изменение внутренней энергии ∆U, Дж. -27,3  

Удельная теплота q ,  

Теплота Q , Дж. 48,36  

Удельная изобарная тепло-ёмкость ср ,

    

1003

Изменение энтропии ΔS, -0,125  

Изменение удельной энтропии ∆s,       -6,6  

 Расчёты

Опыт 1.В эксперименте получены значения: Р1изб = 162  кПа; Р2изб = 162  кПа;  t1 = 33  0C;  t2 = 31 0C;  х1 =  9  мм; 

 х2 = 14,5 мм ;  хмакс- х1 = h1  (м);

хмакс = hмакс =200 мм =0,2 м-максимальный ход поршня; площадь поршня пневмоцилиндра  F = ·(55·10-3м)2 = 2,37· 10-3 м2.

А) Рассчитаем значения объёмов воздуха в системе «пневмоак-кумулятор АК3 + пневмоцилиндр», полученные в результате проведения изобарного процесса:

               V1= V ак+ Vц1 = V ак+F·h1.           

 h1 = hмакс - х1 =0,20 м - х1 (м) =   0,11 м

h2 = hмакс – х2 =0,20 м – х2 (м) = 0,055м

V2= V ак+ Vц2 = V ак+F·h2;          

V1=10 л + (2,37· 10-3 м2)· 0,11 м;

              V1= 10,26 ·10-3 м3.

V2=10 л + (2,37· 10-3 м2)· 0,055 м;            

      V2= 10,13· 10-3 м3.

Б) Проверим выполнимость уравнения изобарного процесса         = для реального воздуха при небольших изменениях температур и объёмов:

              =  ; 0,987 = 0,993.    

        

В) Значения массы воздуха в системе пневмоаккумулятор АК3 +пневмоцилиндр Ц1:

      m =  =  ;  

                  Па·м3 = Дж.  m = 0,019 кг.

 Г) Полная работа по изменению объёма:    

                     L= P·(V2 - V1) =    

       L= 162 кПа · ( 10,13 · 10-3 м3 - 10,26 ·10-3 м3) =-21,06       Дж.

        Удельная работа : l =    =  = -1108Дж/кг     

Д) Изменение удельной внутренней энергии: 

 ∆u=(u2– u1)=сv·(t20 - t10) =  ·(t20 - t10) =717 ·(-2 0С);

                       ∆u= -1435 .

 Изменение внутренней энергии:

∆U = (U2 – U1) = m· ∆u = 0,019кг· ( -1435 ) = -27,3 Дж

Е) Удельная отводимая теплота:                                                                              

               q = =    = 2545 . 

Удельную теплоту процесса можно определить и из формулы:

q = ∆u + l = ср·(t20 - t10) = · (t20 - t10) = · Rμ·(t20 - t10) ;

q = · Rμ·(t20 - t10) = 1003 ·( -2  0С) = -2006 .

Теплота, отводимая от системы: 

       Q = ΔU + L = -27,3Дж + ( -21,06 Дж) = 48,36 Дж.  

 

Ж) Изменение удельной энтропии:

            ∆s = cр·ln   =  · Rμ· ln   ;                                                                 

∆s  = 1003 ·ln  =  -6,6

Изменение энтропии:

ΔS = m ·Δs = 0,019 кг·( -6,6  ) =  -0,125

Полученные результаты занести в табл.2.1

Выводы: Я экспериментально изучил изобарный процесс, рассчитал изменения функций состояния, теплоту и работу процесса.

 
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.