1- laboratoriya ishi: Izotermik jarayonlarni aniqlash Ishning maqsadi

1- laboratoriya ishi: Izotermik jarayonlarni aniqlash
 
Ishning maqsadi: Boyl-Mariot qonunini eksperimental tekshirish, gazni izotermik siqishni (kengaytirish) ishini aniqlash.
Qurilmalar va jihozlar: "Izoterm" laboratoriya o'rnatilishi.


Nazariy ma'lumotlar

Harorat - zarrachalar, merosxo'r issiqlik harakati jadalligi o'lchov va bağlayıcılar tizimi , yoki darajasiga issiqlik tanasi.

Haroratni o'lchash uchun harorat o'lchovini tanlang .
Mutlaq harorat shkalasi Kelvin shkalasi deb ham ataladi. Ushbu o'lchov Xalqaro o'lchov birliklari tizimida (SI) asosiy o'lchov sifatida olinadi. bir birlik va harf bilan belgilangan harorat sifatida qabul bu shkala bo'yicha bir daraja (Kelvin deb ataladi), masalan, harorati suv muzlash yoki PLA ham Lenia muz kabi yozilishi kerak. keng Tselsiy, kuni (AQShda rasman tan olinmagan) Barcha mamlakatlarda, foydalanish uchun, harorati suv muzlatish uchun nyata lekin a (deb ataladi ).
Kelvin shkalasida ham, Selsiy shkalasida ham suvning muzlash va qaynash nuqtalari o'rtasidagi farq 100 daraja, shuning uchun bu shkalalarda bir daraja shkalasi bir xil. Amerika Qo'shma Shtatlarida hanuzgacha ishlatiladigan Fareneyitning bir daraja darajasi 5/9 darajani tashkil qiladi. 0 K haroratda molekulalarning har qanday harakati to'xtaydi deb ishoniladi . Bu harorat mutlaq nol deb nomlanadi, u mos keladi .
Izotermal jarayon - bu termodinamikada va fizik tizimda doimiy haroratda sodir bo'ladigan jarayon .
Izotermik jarayon gazni o'rab turgan jismlarning harorati doimiy bo'lib, gaz hajmi va bosimi shunchalik sekin o'zgarib turadiki, gaz harorati har qanday vaqtda atrofdagi jismlarning haroratidan farq qilmaydi.
Boyle-Marriott Qonuni: raqamli mahsuloti doimiy harorat va vaznda doimiy gaz bosimi va hajmi qadriyatlar
. (1)
Izotermik jarayonning termodinamik sxemalari.

Izotermik jarayon gaz va atrof-muhit o'rtasida issiqlik almashinuvi doimiy harorat farqida amalga oshiriladigan sharoitlarda yuz berishi mumkin. Buning uchun kengaytirish (siqish) jarayoni juda sekin bo'lishi kerak.
muvozanat davlat tizimi mushuk bir holat deb ataladi haqida doimiy, tashqi sharoitlarda qoladi, barcha tizim ri muayyan qadriyatlarga ega Rum, post haqida abadiy yannymi.
tizim holatini o'zgartirmasdan dolzarb jarayon yaqinroq teng bo'ladi ning bahor jarayonida , sekin u muvozanat jarayonlar, shuning uchun amalga oshiriladi , tez-tez , deb nomlangan s vayut quasistatic.
deb nomlangan kuch ta'sir o'tkazish, qachon energiya termodinamik tizimda tashqi organlariga o'tkazilgan ish tizimi amalga.
uning hajmini o'zgartirish jarayonida Boshlang'ich ish quasistatic muvozanat gaz aniqlanadi ifoda bilan :


. (2)

Issiqlik ta'minlanganda, gaz kengayadi va bosim kamayadi. Issiqlik o'chirilganda, gaz siqiladi va bosim pasayishi bilan birga hajm kamayadi.

Yildan keyin ham ideal gaz Ixcham neft energiyasi bir izotermik jarayonda o'zgarmaydi , ya'ni,
. (3)
Shuning uchun, termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq , jarayon davomida gazga berilgan issiqlik tashqi kuchlarga qarshi ishlaydigan gazga sarflanadi, ya'ni.
. (4)
Gazning izotermik kengayishi (siqilishi) ning ishlashini quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin.
. (5)
Biz (5) iborani Mendeleev-Klapeyron tenglamasidan foydalanib o'zgartiramiz
, (6)
qaerda . (7)
Shunday qilib,
. (8)
O'rnatish va eksperimental tartibning tavsifi

1- gazli idish;

2- piston;
3- ovozni o'zgartirish sensori;
4 - vida;
5- bosim sensori;
6 - vakuumli shlang.
O'rnatish - bu muhrlangan idish 1 (plastmassadan tayyorlangan shaffof tsilindr), u ovozni o'zgartirish sensori bilan bitta dizaynni yaratadi. Tomning hajmi o'z vidasi 2 ichida harakatlanayotganda 30 dan 110 ml gacha o'zgaradi, vintni 4 aylantirish orqali amalga oshiriladi 4. Ovoz sensori kalibrlash shlang hajmini hisobga oladi. shuning uchun sensorlar ko'rsatkichlari tomir ichidagi shkala bo'yicha o'lchanadigan idishdagi gaz hajmidan 10 ml ko'proq. Ovozni o'zgartirish sensori harakatlanuvchi qismi piston bilan qattiq bog'langan. Gaz bosimi vakuum shlangi 6 yordamida silindrga ulangan mutlaq bosim sensori 5 bilan o'lchanadi.
Kema devorlari hajm va bosimning sekin o'zgarishi sharoitida (pistonni etkazib beradigan vintni burish paytida) gaz harorati atrof-muhit haroratiga teng bo'lishini ta'minlash uchun etarli issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Pistonning tez harakatlanishi izotermik jarayon sharoitlariga mos kelmasligiga olib kelishi mumkin .
Biz idishdagi gazning massasini dastlabki sharoitlardan aniqlaymiz. Biz ideal gaz holati tenglamasidan foydalanamiz ( Mendeleev-Klappeyron tenglamasi ):
,
Qayerdan
. (9)
bo'lib, r ₁ , V ₁ , T ₁ - boshlang'ich bosim qiymati , hajmi bir va termodinamik harorat, m - gaz, ommaviy m - gazning molyar massasi (havo μ = 0.029 kg / mol ), R = 8.31 J / (mol · K) - universiteti iversalnaya gaz doimiy.
harorati T _i (jarayonida) idishda gaz formula bilan hisoblab mumkin
, (10)
bu erda p _i , hozirgi bosim qiymatlari.
Ish tartibi
1. Dastlabki haroratni (ro'yxatdan tanlang) auditoriya atrof-muhit haroratiga qarab belgilang.
2. Eng past yoki eng yuqori yuqori lavozimni tanlang (o'qituvchining ko'rsatmasi bo'yicha). “Sensorlarni yoqish” tugmachasini bosib, sensorlarni yoqing.
3. Vida tutqichini sekin aylantiring, pistonni boshqa ekstremal holatga o'tkazing. Pistonning harakati paytida gaz parametrlari o'zgaradi. Ekranning o'ng tomonida p = p (V) grafigi chizila boshlaydi .
4. Grafikadagi bir nechta nuqtalarni tanlang (10-15). Buni amalga oshirish uchun sichqonchani ko'rsatgichini grafikadagi nuqtalardan biriga o'tkazing va chap tugmachani bosing. Ovoz balandligi va bosimning raqamli qiymatlari ekranda paydo bo'ladi. Jadvalga ma'lumotlarni kiriting.
5. Hisoblash uchun kalkulyatordan foydalaning.
6 . Bajarilgan ishlar haqida xulosa tuzing .
7 . Nazorat savollariga javob bering .
O'lchov natijalarini qayta ishlash
1. P ₁ , V ₁ , T ₁ ning boshlang'ich qiymatlaridan foydalangan holda (9) formulaga muvofiq idishdagi gazning massasini hisoblang .
2. (10) formuladan foydalanib, p _i va V _i turli qiymatlari uchun gaz harorati hisoblang . Uning o'rtacha qiymatini atrof-muhit harorati bilan taqqoslang.
3. (8) formuladan foydalanib , gazni kengaytirish (siqish) ning A ishini hisoblang .