Установка по исследованию изотермического процесса идеального газа Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ТОМСКОГО ОРДЕНА

Том 119

1963 г.

УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Г. И. ФУКС, Ю. А. КОРОЛЕНКО

Существенной особенностью установки является то, что она позволяет измерить работу изотермического процесса. Схема установки приведена на рис. 1.

Она состоит из 2-х стеклянных сосудов: бюретки 1 и открытой трубки 2, соединенных между собой гибким шлангом 3. В сосуды налита ртуть.

Бюретка 1 имеет вверху кран 4. Деления бюретки позволяют измерить объем газа в ней. С помощью ворота 5 бюретка 1 может перемещаться. Прижимный винт 6 позволяет закрепить бюретку в любом положении. Трубка 2 неподвижна. При закрытом кране 4 система из сосудов 1 и 2 и трубки 3 представляет собой ртутный гг-образ-ный манометр, измеряющий давление газа над уровнем ртути в бюретке 1.

В начале опыта бюретку 1 с открытым краном 4 опускаем в такое положение, чтобы ртуть вытеснила из нее воздух. Затем бюретку соединяем с сосудом, содержащим исследуемый газ, и, поднимая бюретку воротом 5, засасываем в нее нужное количество газа. После этого кран 4 закрываем.

Опустив бюретку в нижнее положение, отсчитываем начальный объем газа У1 и начальное давление газа

Рг (1)

где 1гл — разность уровней ртути в бюретке и открытой трубке, В — барометрическое давление.

Подняв бюретку 1 на некоторую высоту, мы произведем расширение газа и получим новое состояние, характеризующееся давлением р2 и объемом У2. При этом ввиду изотермичиости процесса

РгУг=р>У2. (2)

Если расширение газа мало, то работа расширения

Рис. 1.

Л 1С ---- / рс1У РеР ( 1Л -- 1Л),

^До рср — среднее давление в процессе--может оыть достаточно точно подсчитано из соотношения

Рс

Из нескольких последовательных малых перемещений бюретки ) составляем полный процесс. Работа газа в нем может быть подсчитана как сумма работ отдельных элементарных процессов, т. е.

V

кои.

да = ! рй У ~ Е рс Л У кгм. (4}

1/

нач.

Процесс изменения состояния газа, возникающий в результате перемещения сосуда 1, является изотермическим, так как при малых медленных перемещениях температура газа успевает сравняться с температурой окружающей среды.

Так как процесс изотермический, то работа его

j рйУ^-р, 1/1 1п кгм.

^иач.

Т .') о л и ц <1

10' • V Ь—рг-в Р: рУ Интер- Д1 ■ 10« Рч Л

валы

мл мм. рт. СТ. кг -м- процесса чл кг м- кгм

24,8 - -324 5720 0,142 1—2 -2,1 5960 —0,0125

22,7 -288 620') 0,141 2—3 -2,5 6635 -0,016(1

20,2 —224 7070 0,143 3- 4 -1,6 7340 -0,0118

18,6 -185 7610 0,141 4 — 5 -2,3 8090 -0,0205

16,3 — 104 8570 0,140 5-6 -2,2 9340 —0,0210

14,1 11 10100 0,142 6-7 -- ■2,8 11310 --0,0316

11,3 -- 177 12520 0,142 7—8 -0,6 12810 —0,0077

10,7 — •>90 13100 0,140 8—0 -1,1 13850 —0,0152

9,6 -^328 14590 0,140 1Л ни - — 0,1369 кг.

1 (Ру), Р 0,141

т - - р V, 1 п — Ц - - -0,134 к гм

иогрешноп IV ь \ ... ^ . юп - ■ •> 2

ш..

Результаты одного опыта приведены в табл. 3 и на рис. 2. Рабочее тело—воздух, атмосферное давление # = 744 мм рт. ст.

Сравнение результатов по (4) и (5) дает представление о точности опыта. Прибор выполнен в лаборатории технической термодинамики кафедры теоретической и общей теплотехники Томского политехнического института.

»