Департамент научно-технологической политики и образования



Скачать 440.34 Kb.
страница4/4
Дата08.05.2013
Размер440.34 Kb.
ТипЛабораторная работа
1   2   3   4

7.1. Вязкость определяют по формуле

,

где ρ1 – плотность вещества шарика (свинец, ρ1=11,2·103 кг/м3); ρ2 – плотность исследуемой жидкости (глицерин, ρ2=0,9·103 кг/м3); R – радиус цилиндра (измеряется с помощью штангенциркуля).

7.2. Погрешность определяется по формулам

Абсолютная погрешность:

Δh1= | h1 - |;

Δh2= | h2 - |;

Δh3= | h3 - |.

Средняя абсолютная погрешность:

.

Относительная погрешность:

%.

Окончательный результат математической обработки результатов изменения необходимо представить в виде:

h=±<Δh>

7.3. Сравнивают полученный результат с табличным значением искомой величины (табл. 1.3)



Таблица 1.3

Вязкость некоторых жидкостей при различных температурах, кг/(м * с)


tO, С

Касторовое масло

Глицерин

10

2,418

-

15

1,514

-

20

0,950

1,495

25

0,621

0,942

30

0,451

0,622


Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Схема лабораторной установки.

3. Таблицы 1.1, 1.2 с данными измерений и вычислений.

4. Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы

1. Почему возникают силы внутреннего трения?

2. Что такое градиент скорости?

3. Что понимают под коэффициентом динамической вязкости? В каких единицах измеряется коэффициент динамической вязкости?

4. От чего зависит коэффициент динамической вязкости?

5.
Что понимают под коэффициентом кинематической вязкости? В каких единицах измеряется коэффициент кинематической вязкости?

6. От каких величин зависит стоксовская сила сопротивления?

7. Какие силы действуют на движущийся шарик?

8. Чем обусловлено равномерное движение шарика в исследуемых жидкостях?

8. Для чего в практике необходимо знать вязкость жидкости?

Лабораторная работа №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА МЕТОДОМ АДИАБАТНОГО РАСШИРЕНИЯ
Цель работы: определение отношения теплоемкости (коэффициента адиабаты) g для воздуха.

Оборудование: стеклянный сосуд, водяной манометр, насос, трубка, клапаны.

В термодинамических расчетах идеальных циклов двигателей внутреннего сгорания, холодильных и компрессорных установок широко используются уравнения изопроцессов, и в том числе уравнение Пуассона для адиабатного процесса [1-2]:

, (2.1)

где Р – давление, V – объем; g - коэффициент адиабаты.

Коэффициент адиабаты g представляет собой отношение изобарной теплоемкости к изохорной теплоемкости Сv:

g=Срv. (2.2)

Целью работы являлось экспериментальное определение отношения теплоемкости (коэффициента адиабаты) g для воздуха. Установка, с помощью которой определяется отношение теплоемкости воздуха по методу адиабатического расширения Клемана – Дезорма, изображена на рис. 1.1. Установка включает стеклянный сосуд 1, соединенный трубкой 2 с водяным манометром 3. Клапан 4 служит для соединения сосуда 1 с насосом. Предусмотрен клапан 5 для сброса части воздуха из сосуда 1 в атмосферу.



При проведении экспериментальных исследований осуществлялось последовательное изменение параметров состояния воздуха, которое представлено в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Параметры состояния воздуха



п/п

Термодинамический процесс

Характеристика состояния

воздуха

Параметры состояния воздуха

1

Сжатие

воздуха

Первое состояние воздуха

Абсолютная температура окружающего воздуха и воздуха в сосуде одинакова и равна Т1. Полное давление Р1 в сосуде равно сумме атмосферного давления Р0 и избыточного давления h1: Р1= Р0 + h1. Объем воздуха равен V1.

Т1; Р1; V1

2

Адиабатное

расширение

воздуха

Второе состояние воздуха

Давление воздуха в сосуде равно атмосферному давлению Р0. Температура воздуха понизилась до значения Т2. Объем воздуха равен V2.

Т2; Р0; V2

3

Повышение

давления воздуха

в результате

теплообмена с окружающей средой

Третье состояние воздуха

Давление воздуха увеличилось до значения Р2:

Р2= Р0 + h2,

где h2 – избыточное давление, показываемое манометром.

Температура воздуха возросла до температуры окружающей среды Т1. Объем воздуха не изменился.

Т1; Р2; V2

Из сопоставления первого и третьего состояния видно, что температура воздуха не изменялась. В этом случае используется закон Бойля - Мариотта:

V1(P0 + h1) = V2(P0 + h2) (2.3)

или

. (2.4)

Сравнивая первое и второе состояние, отмечаем, что они имеют различные температуры, процесс расширения газа происходит без теплообмена с окружающей средой. Применяя уравнение Пуассона, получим:

. (2.5)

Отсюда находим

. (2.6)

Возведем обе части равенства (4) в степень g:

. (2.7)

Сопоставив выражения (5) (6), получим:

. (2.8)

после логарифмирования имеем

. (2.9)

Отсюда

. (2.10)

Так давления Р0; Р0 + h1; Р0 + h2 незначительно отличаются друг от друга, то можно для получения приближенного результата вместо логарифмов взять сами числа, то есть

. (2.11)

Таким образом, для определения отношения теплоемкостей g достаточно на опыте измерить давления h1 и h2.

Порядок выполнения работы

1. Открыть клапан 4 и с помощью насоса медленно увеличивать (уменьшать) давление в сосуде до тех пор, пока уровень жидкости в правом (левом) колене манометра не достигнет предела шкалы. После этого клапан 4 закрыть и наблюдать за показаниями манометра. Через некоторое время давление немного понизится, а затем будет неизменным.

2.Отсчитать положение менисков жидкости в обоих коленах манометра и определить давление столба жидкости (разность их уровней) h1. Полученное значение h1 занести в таблицу 2.2

3. Открыть на 1…2 секунды клапан 5. Давление будет быстро падать, и жидкость в манометре, немного поколебавшись, установится на одном уровне. После закрытия клапана 5 давление будет постепенно возрастать и, наконец, достигнет предельного значения. Величину этого давления h2 определить по установившейся разности уровней в обоих коленах манометра и записать в табл. 2.2

4. Эксперимент повторить несколько раз. Результаты измерений и вычислений представить в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Определение отношения теплоемкости воздуха



п/п

h1i, мм

h2i, мм

g



Погрешность

Е,

%

Δg

<Δg>

d, %

1

























2













3













4













5













g=±<Δg>=


4.1. Отношение теплоемкостей определяется по формуле

.

4.2. Среднее значение показателя адиабаты рассчитывается по формуле:

,

где γ1 – γ5 - показатель адиабаты в каждом из опытов.

4.3. Погрешность рассчитывается по выражениям:

Абсолютная погрешность:

Δg1= | g1 - |;

Δg2= | g 2 - |;

Δg3= | g 3 - |.

Средняя абсолютная погрешность:

.

Относительная погрешность:

%.

Окончательный результат математической обработки результатов изменения необходимо представить в виде:

g=±<Δg> (2.12)

Для сравнения экспериментального значения g с теоретическим необходимо определить коэффициент адиабаты, используя известные выражения для теплоемкости воздуха:

при постоянном давлении

, (2.13)

при постоянном объеме

, (2.14)

где i – число степеней свободы молекулы воздуха (рис. 2); R – универсальная газовая постоянная.

Рис. 2. Схема определения степеней свободы для воздуха


В этом случае коэффициент адиабаты определяется по выражению:

. (2.15)

Отклонение экспериментального значения коэффициента адиабаты от теоретического рассчитывали по формуле:



Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Схема лабораторной установки.

3. Таблица 2.2 с результатами измерений и вычислений.

4. Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется адиабатический процесс и каким законом он описывается?

2. Как выражаются изобарная и изохорная теплоемкости газа через универсальную газовую постоянную в уравнении Майера?

3. Как выражаются изобарная и изохорная теплоемкости газа через число степеней свободы?

4. Что происходит с внутренней энергией газа при адиабатном процессе?

5. Представьте график адиабаты и изотермы в PV-координатах. Почему адиабата идет круче изотермы?

6. Представьте график адиабаты в ТS-координатах. Почему данный процесс имеет второе название - «изоэнтропный»?

Басарыгина Елена Михайловна

Теоретические основы прогрессивных технологий (физика)

Методические указания к лабораторным работам

Редактор Бабушкина В.Н.


Формат 60х84/16 Объем уч. - изд. л.

Заказ № Тираж экз.

454080, Челябинск, пр. Ленина, 75.

УОП ЧГАУ.


1   2   3   4

Похожие:

Департамент научно-технологической политики и образования iconМинистерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования

Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент научно-технологической политики и образования
...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент научно-технологической политики и образования
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теоретические основы прогрессивных технологий» (физика) предназначены...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент научно-технологической политики и образования
Предназначен для высева семян зерновых и мелкосеменных культур с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений с последующим...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент научно-технической политики и образования

Департамент научно-технологической политики и образования iconМеморандум об образовании Технологической платформы «Биоиндустрия и биоресурсы – БиоТех2030»
Технологическая платформа «БиоТех2030» является формой реализации института частно-государственного партнерства и инструментом осуществления...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент образования города москвы западное окружное управление образования
«Миссия Центра. Основные принципы и подходы образовательной политики Центра образования»
Департамент научно-технологической политики и образования iconМинистерство сельского хозяйства РФ департамент научно-технической политики и образования
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 2 курса факультета ветеринарной медицины. Оно должно...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент образования и науки краснодарского края
Департамент образования и науки направляет Методические рекомендации по совершенствованию содержания образования в классах и группах...
Департамент научно-технологической политики и образования iconДепартамент образования ярославской области
Анализ работы с обращениями граждан, поступившими в департамент образования во 2 полугодии 2011 года
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org