2. ТӘЖІРИБЕЛІК ҚОНДЫРҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ

Ө лшеу ү лкен шыны баллоннан Б, компрессордан Н жә не су манометрден Мтұ ратын қ ондырғ ыда (1 сур. ) жасалады. Баллон К краны арқ ылы компрессормен, К₀ краны арқ ылы атмосферамен жалғ анғ ан.

Ұ сынылғ ан Клеман-Дезорм ә дісі (1819ж. ) бір кү йден екінші кү йге ө тетін екі тізбектелген процестермен, яғ ни адиабаталық жә не изохоралық процестермен жү ретін газдың параметрлерін зерттеуге негізделген. Бұ л процестер P-V диаграммасында 1-2 жә не 2-3 қ исық тарына сә йкес ұ сынылғ ан. Егер баллонғ а ауаны толтырып жә не сыртқ ы ортамен жылулық тепе-тең дік орнағ анша ұ стасақ, онда алғ ашқ ы кү йде газ P₁, V₁, T₁ параметрлеріне ие болады. Бұ л кезде баллондағ ы газдың температурасы сыртқ ы ортаның температурасына тең, ал қ ысымы Р₁=Р₀+Р¢ атмосфералық қ ысымнан кішкене ү лкен болады. K₀ кранды ашқ ан кезде баллондағ ы ауа 2-ші кү йге ө теді. Оның қ ысымы атмосфералық қ ысымғ а дейін P₂=P₀ тө мендейді. Ауаның 1 кү йдегі қ алғ ан массасы баллонның бір бө лік кө леміне ұ лғ ая отырып, барлық V₂кө лемді алады.

1 сурет.

2 сурет.

Бұ л кезде баллонда қ алғ ан ауа температурасы тө мендейді. Газдың тез ұ лғ аюы кезінде газдың баллон қ абырғ асы арқ ылы сыртқ ы ортамен жылу алмасуды ескермеуге болады. Онда 1-2 процесті адиабаталық деп есептейміз:

. (12)

К₀ кранды жапқ аннан кейін баллондағ ы адиабаталық ұ лғ айғ ан салқ ын ауа тұ рақ ты кө лем V₂=V₃кезде (2 сур. ) сыртқ ы ортаның температурасына T₃=T₁ дейін (2-3 процесс аралығ ында) қ ызады. Бұ л кезде баллондағ ы қ ысым Р₃=Р₂+Р¢ ¢ дейін артады.

Ауаның артық қ ысымдары Р' жә неР'' U -формалы манометрдегі тығ ыздығ ы r сұ йық тың дең гейлерінің айырымы бойынша ө лшенеді:

Р' = rgH; P'' = rgh, (13)

мұ ндағ ы Hжә неh -1 жә не 3 кү йлерге сә йкес манометрдің кө рсетуі.

Онда:

Ауаның 1 жә не 3 кү йлері изотермиялық процеске сә йкес келеді, сондық тан:

P₁V₁ = P₃V₃. (14)

(12)жә не (14) тең деулерден кө лемдердің қ атынасын қ ысымдардың қ атынасымен алмастырып, қ ысымдардың байланысын табамыз:

(13) ө рнекті ескеріпР₁ жә не Р₂ қ ысымдарды Р₀ арқ ылы ө рнектеп жә не логарифмдейміз:

Егер х< < 1 болса, онда мына математикалық қ атынастан ln(1+х)=х, мұ ндағ ы x=ρ gHсол жақ тағ ы тең деуге тең шама, ал оң жақ тағ ы тең деу ү шін сә йкесінше x=ρ ghтең болады. Сонда:

Осыдан адиабаталық кө рсеткіш γ есептейтін формуланы аламыз:

(15)

Сонымен, ауа ү шін жылу сыйымдылық тарының қ атынасын анық тау ү шін(1-2-3) процестерін алу қ ажет жә не газдың 1 жә не 3 кү йлеріне сә йкес манометрдің Н жә не һ кө рсетулерін ө лшеу керек. Бірақ бірқ алыпты адиабаттық процесті алу қ иын: егер газдың тез ұ лғ аюын жү ргізсек, онда процесс бірқ алыпты болмайды, ө йткені газдың температурасы мен қ ысымы кө лем бойынша тең есіп ү лгермейді. Баяу адиабаталық процесті жү ргізу ү шін баллонның жылулық изоляциясы қ ажет. Берілген қ ондырғ ыда t уақ ытта жылу шығ арылумен газ ұ лғ аяды. Сондық тан соң ғ ы изохоралық қ ызуда газдың қ ысымы аздап кө теріледі, яғ ни ө лшенетін һ '< һ адиабат кө сеткішін есептеу ү шін қ ажет. Уақ ыттың артуымен изотермиялық ұ лғ аю 1-3 газдың ұ лғ аюы кезіндегі һ ' мә ні тө мендей отырып нө лге ұ мтылады. Тә жірибелік жолмен тө мендегі тең деу анық талғ ан:

3 сурет.

Бұ л ө рнекті логарифмдеп уақ ытқ а тә уелді функцияны аламыз:

, (16)

мұ ндағ ы а‒ қ ондырғ ы тұ рақ тысы; t ‒ процестің жү ру уақ ыты.

(16) тең деуі бойынша баллондағ ы ауаның соң ғ ы артық қ ысымының уақ ытқ а тә уелділігі3суретте кө рсетілген. Берілген тә жірибе бойынша график тұ рғ ызып, экстрополяция жолымен тә жірибелік тү зуді t=0 дейін соза отырып lnһ мә ні мен һ мә ні анық талады. һ мә нін анық тау (15) формула бойынша адиабаттық кө рсеткішті γ _э есептеу ү шін қ ажет.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒