Методические указания к лабораторным работам по теплотехнике

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА

Объектом исследования является лишь часть сжатого воздуха в сосуде, а именно, та часть, которая при давлении р₁ занимает объем ₁, а при атмосферном давлении займет объем сосуда _2.

Процесс, происходящий при открытии крана 2 на 2…3 сек, можно считать адиабатным расширением. Процессом теплообмена можно пренебречь (dq=0), поэтому справедливо следующее равенство адиабатного процесса:

где р₁ – давление воздуха в сосуде до расширения; ₁ – удельный объем воздуха в сосуде; р_а – атмосферное давление; ₂ – удельный объем воздуха после расширения.

Прологарифмировав это равенство, определим показатель адиабаты k:


k =
В этом уравнении ₂/₁ является неизвестной, и для определения этого соотношения рассмотрим изохорный процесс согласно п.5 «Порядка проведения опыта» (линия 2–3 рис.3.7).




Рис. 3.7.

Так как Т₃=Т₁ и ₃=₂, можем написать

Следовательно, показатель адиабаты определяется:

k =

Значения р₁ и р₃ определяются по уровню водяного столба, соответственно в первом и третьем положениях системы.

p₁=р_а+h₁
p₃=p_а+h₃,

где p_а – атмосферное давление;

 – удельный вес жидкости (воды в манометре);
h₁ и h₃ – разности уровней жидкости в манометре.

Подставляя значения p_{1 И} р₃ в последнее уравнение показателя адиабаты, получим:

После ряда преобразований и с некоторыми допущениями получим окончательное выражение для определения k.

Вычислим значения k для каждого опыта, затем определим среднее значение k по трем опытам и вычислим относительную погрешность показателя адиабаты по формуле:

где k_Т=1,4.
Таблица 3.1.

№№	1 состояние	3 состояние	k
1.
2.
3.