Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основы молекулярно-кинетической теории теплоемкости
Известно, что внутренняя энергия газа равномерно распределяется между степенями свободы молекулы. Числом степеней свободы δ молекулы называют число координат, определяющих положение молекулы в пространстве. Молекула одноатомного газа имеет только поступательное движение, которое можно разложить на три составляющие по направлению осей координат х, y и z. Таким образом, положение такой молекулы определяется тремя координатами, а число степеней свободы соответственно равно трем: δ = 3. При движении двухатомной молекулы кроме поступательного движения необходимо учитывать и вращательное движение около осей х и y, в связи с чем двухатомные молекулы имеют три степени свободы поступательного движения и две степени свободы вращательного движения, т.е. всего пять степеней свободы δ = 5. Трехатомная молекула, а также многоатомная молекула имеют три степени свободы поступательного движения и три степени свободы вращательного, т.е. всего шесть степеней свободы δ = 6. Теплоемкость и показатель адиабаты для одноатомных газов не зависят от температуры. Теплоемкости двухатомных и многоатомных газов с ростом температуры увеличиваются, а показатели адиабаты уменьшаются. Согласно молекулярно-кинетической теории, мольные теплоемкости идеальных газов определяются следующими уравнениями: (1.11) (1.12) Экспериментальные данные качественно подтверждают значения молярных теплоемкостей, найденных расчетным путем. Однако определенное расхождение между ними свидетельствует о том, что молекулярно-кинетическая теория не учитывает внутримолекулярного движения атомов и сил взаимодействия между молекулами. Последнее может быть учтено лишь с помощью квантовой теории. Контрольные задания Задача 1. Воздух объемом 80 м3 при температуре t1 охлаждается до t2 при постоянном давлении, равном 1,4 бар. Определить среднюю теплоемкость и количество теплоты, выделенной при охлаждении. Таблица 1.1
Задача 2. В резервуаре находится 2 кмоль газа при температуре t1. Сколько теплоты нужно подвести к газу, чтобы нагреть его до t2 при постоянном объеме? (Значения теплоемкостей газов следует брать по их средней температуре из таблиц в Приложение Б)
Таблица 1.2
Задача 3. Используя молекулярно-кинетическую теорию, определить молярную изобарную теплоемкость и показатель адиабаты газа. Таблица 1.3
Вопросы 1. Дать определение теплоемкости. 2. Как обозначается и в чем измеряется массовая, молярная, объемная теплоемкости? 3. От чего зависит теплоемкость идеального и реального газов? 4. Написать уравнение Майера. Связь между удельными теплоемкостями. 5. Что представляет собой число степеней свободы? ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Описание установки Основным элементом экспериментальной установки, схема которой представлена на рис.1.1, является проточный стеклянный калориметр 2. Объемный расход воздуха, проходящий через него, измеряется ротаметром 1 и определяется по градуировочному графику (см. рис.1.2). Эжекционный насос 9 обеспечивает необходимый расход воздуха. В калориметре имеется электрический спиральный нагреватель 3, мощность которого измеряется амперметром 6 и вольтметром 7 и регулируется автотрансформатором 8.
Рис. 1.1 Схема экспериментальной установки
В калориметре между рабочейзоной и внешней поверхностью имеется полость, изкоторой выкачан воздух. Поэтому при расчетах тепловыми потерямив окружающее пространство можно пренебречь. Разность температур входящего вкалориметр и выходящегоиз него воздуха измеряется дифференциальной хромель-алюмелевойтермопарой 4 и определяется по градуировочному графику (см. рис. 1.3)Электродвижущая сила, возникающая в цепи термопары, измеряетсяпотенциометром 5.
Порядок проведения опытов Перед опытом необходимо включить эжекционный насос и установить расход воздуха (примерно 80-90 делений по ротаметру). В течение всего опыта расход воздуха необходимо поддерживать постоянным, регулируя расход воды в эжекционном насосе.
Затем включить потенциометр. Нулевое показание потенциометра свидетельствует, что температура входящего в калориметр воздуха равна температуре выходящего из него воздуха. Убедившись, что потенциометр, ротаметр и эжекционный насос работают нормально, необходимо включить спиральный нагреватель калориметра с помощью тумблера, установленного в правой нижней части щита приборов. О нагреве воздуха в калориметре будет свидетельствовать изменение показаний потенциометра. Величины напряжения U и силы тока I в нагревателе устанавливаются преподавателем. В дальнейшем необходимо через каждые две минуты снимать показания потенциометра до наступления стационарного режима. Признаком стационарного режима является неизменность показаний разности температур ∆t, а следовательно, и показаний потенциометра φ в течение шести минут (см. рис. 1.4). Рис. 1.4 График стационарности
После достижения стационарного режима занести показания всех приборов в таблицу опытных данных (табл. 1.4)
Таблица 1.4
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 305; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.119.160.119 (0.007 с.) |