Файл: Лабораторная работа 12 Исследование эффекта Джоуля Томпсона студент гр. Нтс22 Иванов И. И.docx

Скачать файл (0,26Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 135

Скачиваний: 15

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

“Санкт-Петербургский горный университет”
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

«Исследование эффекта Джоуля - Томпсона»

Выполнила: студент гр. НТС-22 __________ / Иванов И.И /

^(Ф.И.О.)

Проверил: ___________

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2023

Цель работы: определить изменение температуры углекислого газа при протекании через малопроницаемую перегородку при разных начальных значениях давления и температуры; вычислить коэффициенты Ван-дер-Ваальса a и b по результатам эксперимента.

Явление, изучаемое в работе: Эффект Джоуля-Томсона, изменение температуры газа при адиабатическом расширении газа без совершения им полезной работы.

Основные определения:

Адиабатическое расширение – расширение газа без теплообмена с окружающей средой. (Q=0)

Идеальный газ – модель газа, в которой пренебрегаются размеры молекул по сравнению с расстоянием между ними, т.е. молекулы рассматриваются как материальные точки, также пренебрегаются силы взаимодействия между молекулами (за исключением моментов столкновения). Обычные газы при невысоких давлениях можно рассматривать, как идеальные.

Теплообмен – физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала.

Схема установки

1-трубка, 2-пористая перегородка, 3-рубакшка трубы, 4-дифференциальная термопара, 5-теплообменник, 6-индикатор, 7-пульт,7а-индикатор, 8-термостатический объём 9-змеевик, 10-кран, 11-термопара, 12-редуктор, 13-баллон

Расчётные формулы:

1.Перепад давлений в теплоизолированной трубке:

, где

- разность давлений,

= Па;

начальное давление,

= Па;

атмосферное давление

= Па.

2.Коэффициент Джоуля-Томсона:

, где

коэффициент Джоуля-Томсона,

;

T - разность температур,

;

a- постоянная Ван-дер-Ваальса,

;

R - универсальная газовая постоянная,

;

T - температура газа,

= К;

b - постоянная Ван-дер-Ваальса,

;

- теплоёмкость при постоянном давлении,

= 41

.

3.Температура инверсии:

, где

- температура инверсии,

= К .

4.Температура критическая:

, где

- температура критическая,

Погрешность прямых измерений:

Формулы косвенных погрешностей:

Δа =

Пример вычислений:

Коэффициент Джоуля-Томсона

Определение постоянных Ван-дер-Ваальса по двум парам температур дифференциального термометра и температуры инверсии и температуры критической

При следующих значениях

Вычисление температуры инверсии и критической температуры углекислого газа в соответствии со справочными данными поправок Ван-дер-Ваальса

Обработка результатов вычислений

Величина		T				a	b
№	Ед.Изм.		Па*					К	К
1		20	0,8	8,74	10,93
2		20	0,9	9,87	11
3		20	1	11	11
4		20	0,75	8,18	10,91
5		20	0,7	7,63	10,9
6		20	0,65	7,07	10,88
7		20	0,6	6,52	10,87
8		40	0,65	6,32	9,723
9		40	0,7	6,82	9,743
10		40	0,75	7,31	9,747
11		40	0,8	7,81	9,763
12		40	0,85	8,3	9,765
13		40	0,9	8,8	9,778
14		40	1	9,8	9,8
15		70	0,7	5,94	8,486
16		70	0,75	6,37	8,493
17		70	0,8	6,79	8,488
18		70	0,85	7,22	8,494
19		70	0,9	7,65	8,5
20		70	0,95	8,08	8,505
21		70	1	8,51	8,51

Графический материал

ΔT=f(Δp), для начальной температуры 293 K

По углу наклона данной прямой видно, что коэффициент Джоуля-Томпсона равен µ=1,09*10-6 K/Па.

2) ΔT=f(Δp), для начальной температуры 313 K

По углу наклона данной прямой видно, что коэффициент Джоуля-Томпсона равен µ=0,97 10-6 K/Па.

3) ΔT=f(Δp), для начальной температуры 343 K

По углу наклона данной прямой видно, что коэффициент Джоуля-Томпсона равен µ=0,84*10-6 K/Па.

Вычисление погрешностей косвенных измерений