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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 321

Скачиваний: 20

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ“Санкт-Петербургский горный университет”Кафедра общей и технической физикиОТЧЕТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12«Исследование эффекта Джоуля - Томпсона»Выполнила: студент гр. НТС-22 __________ / Иванов И.И / (Ф.И.О.)Проверил: ___________ (подпись) (Ф.И.О.)Санкт-Петербург2023Цель 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-баллонРасчётные 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 критическойПри 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







  4. 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 KПо 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 KПо углу наклона данной прямой видно, что коэффициент Джоуля-Томпсона равен µ=0,84*10-6 K/Па.Вычисление погрешностей косвенных измерений

  • Погрешность измерений коэффициента Джоуля-Томсона

  • Погрешности измерений поправок Ван-дер-Ваальса
Анализ проведенной работыВ ходе лабораторной работы были вычислены коэффициенты Ван-дер-Ваальса a и b, , . Относительная погрешность составляет: , . Вычисленные значения заметно отличаются от табличных, поэтому данный способ вычисления не является достоверным и точным.

Смотрите также файлы