Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

24
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ГАЗА
(Эффект Джоуля-Томсона)
Цель работы.
Целью лабораторной работы является экспериментальное определение
изменения температуры воздуха в процессе адиабатного дросселирования при
перепаде давления на дросселе до 12 атмосфер, а также определить внутреннее
давление газа, применяя для воздуха модель реального газа Ван-дер-Ваальса.
Краткое теоретическое введение.
В 1852 – 1862 гг. совместно Джоулем и В. Томсоном был выполнен целый
ряд экспериментальных работ по исследованию термодинамических свойств
газов. В этой серии работ ими был обнаружен эффект названный в последствии
эффектом Джоуля-Томсона.
P
1
T
1
1
2
3
T
2
V
V
2
P
2
Рис. 1. Схематическое изображение опыта
Джоуля-Томсона.
1 – теплоизолирующая оболочка.
2 – пористая перегородка
3 – цилиндрическая трубка
В опыте Джоуля и Томсона цилиндрическая трубка, окруженная
теплоизолирующим веществом, разделяется на две части с помощью пробки из
плотного материала (вата или очесы шелка). Схема опыта представлена на
рисунке 1. Исследуемый газ под действием разности давлений медленно
перетекает через пробку. Благодаря наличию пробки газа течет спокойно без
турбулентности. Кроме того, медленность течения позволяет пренебречь
кинетической энергией газа как величиной, пропорциональной квадрату скорости.
Наличие тепловой защиты делает процесс адиабатическим. Давления газа
1
P
и
2
P
по обе стороны от пробки поддерживается постоянным. Пробка и газ
обмениваются теплом до тех пор, пока процесс не становится стационарным,
после этого физическое состояние пробки, а значит и ее внутренняя энергия,
остается неизменным. При стационарном течении газа по одну сторону пробки
                                      Лабораторная работа № 4

                                     ИЗУЧЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ГАЗА
                                      (Эффект Джоуля-Томсона)

Цель работы.
         Целью лабораторной работы является экспериментальное определение
изменения температуры воздуха в процессе адиабатного дросселирования при
перепаде давления на дросселе до 12 атмосфер, а также определить внутреннее
давление газа, применяя для воздуха модель реального газа Ван-дер-Ваальса.


Краткое теоретическое введение.
     В 1852 – 1862 гг. совместно Джоулем и В. Томсоном был выполнен целый
ряд экспериментальных работ по исследованию термодинамических свойств
газов. В этой серии работ ими был обнаружен эффект названный в последствии
эффектом Джоуля-Томсона.

            1        2      3
                                                         Рис. 1. Схематическое изображение опыта
                                                         Джоуля-Томсона.
T1                                                 T2
           P1                            P2              1 – теплоизолирующая оболочка.
                V1              V2
                                                         2 – пористая перегородка
                                                         3 – цилиндрическая трубка




     В     опыте         Джоуля      и   Томсона        цилиндрическая     трубка,   окруженная
теплоизолирующим веществом, разделяется на две части с помощью пробки из
плотного материала (вата или очесы шелка). Схема опыта представлена на
рисунке 1. Исследуемый газ под действием разности давлений медленно
перетекает через пробку. Благодаря наличию пробки газа течет спокойно без
турбулентности.          Кроме       того,    медленность    течения     позволяет   пренебречь
кинетической энергией газа как величиной, пропорциональной квадрату скорости.
Наличие тепловой защиты делает процесс адиабатическим. Давления газа P1 и

P2 по обе стороны от пробки поддерживается постоянным. Пробка и газ
обмениваются теплом до тех пор, пока процесс не становится стационарным,
после этого физическое состояние пробки, а значит и ее внутренняя энергия,
остается неизменным. При стационарном течении газа по одну сторону пробки


                                                   24

Страницы