Определение отношения Сp/Сv для воздуха методом Клемана-Дезорма

Изучение различных изопроцессов, протекающих в газах. Экспериментальное определение СP/СV для воздуха. Расчет массы газа, переходящего в различные состояния. Протекание изотермических процессов, определение состояния газа как термодинамической системы.

Отправить свою хорошую работу на сайт просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Подобные документы

Топливо и расчеты процессов горения
Определение теплоты сгорания для газообразного топлива как суммы произведений тепловых эффектов составляющих горючих газов на их количество. Теоретически необходимый расход воздуха для горения природного газа. Определение объёма продуктов горения.
контрольная работа [217,6 K], добавлен 17.11.2010
2.

Расчет компрессора. Цикл поршневого двигателя
Исследование изобарных, изохорных, изотермических и адиабатных процессов. Определение показателя политропы для заданного газа, изменения энтропии, начальных и конечных параметров рабочего тела. Изучение цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания.
контрольная работа [347,5 K], добавлен 12.02.2012
3.

Термодинамические процессы в реальных газах и парах. Влажный воздух
Отклонение свойств реального газа от идеального. Расчет свойств реальных газов. Процесс перехода твердого вещества непосредственно в пар. Испарение жидкости в ограниченном пространстве. Определение массы сухого пара во влажном и массы влажного пара.
реферат [246,1 K], добавлен 24.01.2012
4.

Газоснабжение микрорайона города
Рост потребления газа в городах. Определение низшей теплоты сгорания и плотности газа, численности населения. Расчет годового потребления газа. Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями. Размещение газорегуляторных пунктов и установок.
курсовая работа [878,9 K], добавлен 28.12.2011
5.

Газоснабжение района города Новгород
Характеристика района города, определение численности его населения. Определение годового потребления газа. Определение удельных часовых расходов газа по зонам застройки. Трассировка сети низкого давления. Гидравлический расчет внутридомового газопровода.
курсовая работа [774,7 K], добавлен 10.12.2011
6.

Измерение отношений удельных теплоемкостей
Элементы теории и законы термодинамики. Теоретические основы и экспериментальный метод измерения отношения удельных теплоёмкостей воздуха. Скорость распространения звуковой волны в газах (воздухе). Молярная теплоемкость газа, уравнение Пуассона.
контрольная работа [232,8 K], добавлен 17.11.2010
7.

Определение влажности и температуры воздуха при проведении лабораторных анализов
Понятие абсолютной, относительной влажности воздуха и влагоемкости. Давление водяного пара атмосферы при различных температурах. Краткая характеристика основных методов оценки влажности и температуры воздуха. Аспирационный и простой психрометры.
лабораторная работа [331,0 K], добавлен 19.11.2011
8.

Изучение гидродинамики взвешенного слоя
Технология получения экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления слоя, его высоты и порозности от скорости газа в данной установке, проверка основного уравнения взвешенного слоя. Определение фиктивной скорости воздуха.
лабораторная работа [224,1 K], добавлен 27.05.2010
9.

Элементарная физика
Гидростатическое давление в сосуде. Определение траектории движения тела и направления ускорения. Зависимость давления идеального газа от температуры. Зависимость проекции скорости материальной точки от времени. Изобарное охлаждение постоянной массы газа.
задача [250,4 K], добавлен 04.10.2011
10.

Теплоэнергетический расчет производства клинкера
Расчет технологической системы, потребляющей тепловую энергию. Расчет параметров газа, определение объемного расхода. Основные технические параметры теплоутилизаторов, определение количества выработанного конденсата, подбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [112,1 K], добавлен 20.06.2010
11.

Расчет процесса горения газообразного топлива
Расчет теоретического объёма расхода воздуха, необходимого для горения природного газа и расчет реального объёма сгорания, а также расчет теоретического и реального объёма продуктов сгорания. Сопоставление расчетов, используя коэффициент избытка воздуха.
лабораторная работа [15,3 K], добавлен 22.06.2010
12.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях
Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого и холодного периодов. Теплопоступления от искусственного освещения и солнечной радиации. Выбор схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении, подбор калориферов.
курсовая работа [155,4 K], добавлен 19.12.2010
13.

Газоснабжение жилого района
Средняя температура наружного воздуха, продолжительность отопительного периода. Характеристика газообразного топлива. Определение годовой потребности в газе. Бытовое потребление газа. Приготовление пищи в кварталах с горячим водоснабжением.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.02.2011
14.

Законы идеальных газов
Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса, его сущность и краткая характеристика. Влияние сил молекулярного притяжения на стенки сосуда. Уравнение Ван-дер-Ваальса для произвольного числа молей газа. Изотермы реального газа и правило фаз Максвелла.
реферат [47,0 K], добавлен 13.12.2011
15.

Определение отношения теплоёмкостей газа методом адиабатического расширения
Виды теплоемкости и соотношение между теплоёмкостями при постоянном давлении и постоянном объеме. Расчет численного значения адиабаты в уравнении Пуассона для одноатомного и многоатомного газов. Теплоемкость в изотермическом и адиабатном процессах.
методичка [72,7 K], добавлен 05.06.2011
16.

Кондиционирование ткацкого цеха
Проект системы кондиционирования воздуха ткацкого цеха с расчетными параметрами внутреннего и наружного воздуха. Определение теплопоступлений, теплопотерь и теплоизбытков для разных периодов года; аэродинамический расчет приточных и вытяжных воздуховодов.
курсовая работа [891,7 K], добавлен 19.12.2010
17.

Компоновка и тепловой расчет парового котла БКЗ-320-140
Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011
18.

Определение коэффициента теплоотдачи при свободном движении воздуха
Описание процесса передачи тепла от нагретого твердого тела к газообразному теплоносителю. Определение конвективного коэффициента теплоотдачи экспериментальным методом и с помощью теории подобия. Определение чисел подобия Нуссельта, Грасгофа и Прандтля.
реферат [87,8 K], добавлен 02.02.2012
19.

Уравнение состояния
Статистика атмосферы и простейшее приложение. Уравнение состояние сухого воздуха и его использования для расчёта плотности воздуха. Виртуальная температура и запись уравнения влажного воздуха в компактной универсальной форме. Основные const термодинамики.
краткое изложение [43,8 K], добавлен 19.11.2010
20.

Расчет наружного охлаждения
Определение конвективного удельного теплового потока. Нахождение значения коэффициента теплоотдачи от газа к стенке. Определение и расчет степени черноты продуктов сгорания, подогрева охладителя и средней температуры охладителя на каждом участке.
курсовая работа [381,4 K], добавлен 05.12.2010

Другие подобные документы

Министерство образования РФ

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра ОиЭФ

Контрольная работа

«Определение отношения Сp/Сv для воздуха методом Клемана-Дезорма»

Выполнил Пантюшин И.А.

Рязань 2007

Цель работы: изучение различных изопроцессов протекающих в газах, экспериментальное определение СP/СV для воздуха.

Приборы и принадлежности: прибор Клемана - Дезорма манометр, насос, секундомер.

Теплоёмкостью какого-либо тела Сm называется величина, численно равная количеству теплоты Q, которое требуется сообщить этому телу для повышения его температуры на 1 кельвин.

Удельной теплоёмкостью Суд называется теплоёмкость единицы массы вещества. Молярной теплоёмкостью вещества называется С - называется теплоёмкость вещества взятого в количестве одного моля. Из определения С следует, что С = Суд, где - молярная масса вещества.

Согласно основному закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, затрачивается на увеличение его внутренней энергии dU и на совершении газом работы A.

Q = dU + A;

Внутренняя энергия системы является функцией её состояния, а количество теплоты и работа являются функцией процесса.

Из определения теплоёмкости имеем формулу:

Теплоёмкость С так же является функцией процесса так, как передаваемая газу количество теплоты Q способа нагрева газа.

Состояние газа, как термодинамической системы определяется следующими параметрами: давлением p, объёмом V и температурой T. Связь данных параметров определяется Уравнением состояния идеального газа - уравнением Менделеева-Клайперона:

pV = RT.

Где R - универсальная газовая постоянная.

Процессы, протекающие в газе при неизменном значении одного из термодинамических параметров его состояния, называются изопроцессами.

Изохорный процесс протекает при V = const. Уравнение изохоры имеет вид: const (закон Шарля). В данном случае dV = 0, A = pdV = 0. Тогда из уравнения (2) получаем:

Изобарный процесс протекает при p = const. Уравнение изобары имеет вид: const (закон Гей-Люссака). Теперь уравнения (2) имеет вид:

Тогда из уравнения (3) получаем:

При p = const получим pdV = RdT, подставим его в (5) и учтя выражение (4) имеем следующее выражение (уравнение Майера):

Cp = CV + R;

Молярные теплоёмкости Cp и CV идеального газа зависят от числа степеней свободы i его молекулы. Атом одноатомного газа имеет i = 3 (X, Y, Z). Молекулы 2-ух атомного газа имеют i = 5 (3 - степени свободы поступательного движения и 2 вращательного). Молекулы состоящие из 3-ёх и более атомов имеют 6 степеней свободы (i = 6).

При высоких температурах кроме поступательного и вращательного движения молекулы (атома) необходимо учитывать и её колебательное движение (около положения равновесия) т. е. У двухатомной молекулы - 1 колебательная степень свободы, у многоатомных молекул 3N - 6, где N - число атомов в молекуле. На каждую степень свободы приходится примерно одинаковое количество кинетической энергии, равное kT/2, где k - постоянная Стефана - Больцмана. Тогда внутренняя энергия одного моля идеального газа равна:

где i - сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы.

Из уравнений (4), (7) и (8) следует, что:

, .

Изотермический процесс протекает при T = const. Уравнение изотермы имеет вид: const (закон Бойля - Мариотта). Следовательно:

dT = 0, dU = 0, Q =A.

Адиабатный процесс протекает при Q = 0. Следовательно: dU + A = 0. От сюда получаем выражение:

A = -dU.

Из данного выражения получаем уравнение адиабаты:

pdV = -CVdV (уравнение Пуассона).

Из вышеприведённых уравнений (6), (7) и (11) следует, что:

где

Интегрируя и потенцируя (12), получим уравнение Пуассона:

pV = const.

В данной работе требуется определить СP/СV = , для этого в течение всего эксперимента газ (в установке) последовательно будет проходить через 3 состояния (рис. 1): 1-2 адиабатное расширение, 2-3 изохорный процесс.

Для адиабатного перехода 1-2 справедливо уравнение Пуассона:

Первое и третье состояние газа принадлежит одной той же изотерме. Применяя к ним закон Бойля - Мариотта, получаем:

p1V1 = p3V2;

Из уравнений (14) и (15) следует, что

Прологарифмировав это выражение получим:

Давление воздуха в баллоне в первом состоянии определяется, как

p1 = p2 + gH,

где - плотность вещества; g - ускорение свободного падения; H - разность уровней жидкости в трубках манометра при измерении p1.

Давление воздуха в баллоне в третьем состоянии определяется, как

p3 = p2 + gh,

где h - разность уровней жидкости в трубках манометра при измерении p3.

Так, как давление p1 и p3 примерно равно атмосферному давлению p2, то формулу (17) можно упростить, использую следующее равенство:

, которое выполняется для всех x << 1. Тогда:

Расчётная часть

, c	Значение h, мм	< h >, мм	ln < h >
	1	2	3
16	20	21	18	19,67
12	24	26	25	25
8	32	33	33	32,67
4	37	39	38	38

H = H2 - H1; H2 = 260 мм; H1 = 40 мм; H = 220 мм.