Файл: Исследование эффекта ДжоуляТомпсона при адиабатическом истечении газа.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 325
Скачиваний: 24
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
С
АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра общей и технической физики
Отчёт
по лабораторной работе №12
«Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа»
Выполнил: студент гр. РМ-22 __________ /Мялина А.А./
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: __________ / /
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2022 год
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 при адиабатическом истечении углекислого газа. Сущность явления: изменение температуры газа при адиабатическом расширении газа без совершения им полезной работы.
Экспериментальная установка:
1-теплоизоляционная защита, 2-каналы пористой перегородки, 3-трубка с пористой перегородкой, 4-пористая перегородка, 5-теплообменник, 6-магистраль, 7-кран, перекрывающий поток газа, 8-редуктор, регулирующий давление газа, 9-баллон с газом, 10-индикатор, отображающий температуру воды, 11-термопара, 12-термостат, 13-индикатор, отображающий дифференциальную температуру, 14-пульт, 15-дифференциальный термометр, 16-манометр, контролирующий давление газа.
Основные расчетные формулы:
-
Перепад давлений в теплоизолирующей трубке
, где
;
;
-
Коэффициент Джоуля-Томпсона
, где
коэффициент Джоуля -Томсона, 
= 
;
- разность температур, 
= 
;
- постоянная Ван-дер-Ваальса, 
= 
;
- универсальная газовая постоянная, 
;
- температура газа, 
= К; 
- постоянная Ван-дер-Ваальса, 
= 
;
- молярная теплоёмкость при постоянном давлении, =41 .3.Температура инверсии:
, где
- температура инверсии, 
= 
.4.Температура критическая:
, где
- температура критическая.Формулы косвенных погрешностей:
-
Абсолютная погрешность измерений коэффициента Джоуля-Томсона:
, где
средняя арифметическая ошибка. 
= К;
приборная погрешность барометра, 
= Па;
результат изменения температур, 
= К;
результат изменения давлений, 
= Па;
коэффициент Джоуля -Томсона, 
= 
.-
Абсолютная погрешность измерений температуры инверсии:
, где - температура инверсии, = .
погрешность измерения коэффициента 
, 
;
погрешность измерение коэффициента b, 
=
; - постоянная Ван-дер-Ваальса, 
= ;
- постоянная Ван-дер-Ваальса, 
= .-
Абсолютная погрешность измерения температуры критической:
, где
- температура критическая;
абсолютная погрешность измерений температуры инверсии;
- температура инверсии, 
= 
.-
Относительная погрешность измерения коэффициента Джоуля-Томсона:
, где
абсолютная погрешность измерений коэффициента Джоуля-Томсона, коэффициент Джоуля -Томсона, = .Погрешность прямых измерений:
Погрешность дифференциальной температуры,
0,01
Погрешность термостата,
1 Погрешность давления на манометре
0,05MПаПогрешность давления регулирующего вентиля
0,5 атм| Физ. величина | T |  |  |  | a | b | Тинв | Тк |
| Ед. изм № опыта |  | 105 Па | |  |  | 10¯5  | К | К |
| 1 | 25 | 0,9 | 9,57 | 9,625  | 0,55 | 3,417 | 417,5 | 61,9 |
| 2 | 25 | 0,8 | 8,48 | |||||
| 3 | 25 | 0,7 | 7,40 | |||||
| 4 | 25 | 0,6 | 6,32 | |||||
| 5 | 25 | 0,5 | 5,25 | |||||
| 6 | 45 | 0,9 | 8,58 | 9,250 | ||||
| 7 | 45 | 0,8 | 7,61 | |||||
| 8 | 45 | 0,7 | 6,65 | |||||
| 9 | 45 | 0,6 | 5,69 | |||||
| 10 | 45 | 0,5 | 4,73 | |||||
| 11 | 75 | 0,9 | 7,49 | 8,765 | ||||
| 12 | 75 | 0,8 | 6,65 | |||||
| 13 | 75 | 0,7 | 5,82 | |||||
| 14 | 75 | 0,6 | 4,88 | |||||
| 15 | 75 | 0,5 | 4,15 |