Описание опытной установки. Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

ФГБ ОУ ВПО

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

_________________________________________________

Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Воронова Л.А., Гусев Г.Б, Костин А.В.

ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний

для студентов специальностей

«Локомотивы», «Вагоны»,

«Организация и безопасность движения»,

«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и

оборудование»

Москва – 2011

УДК:620.9:656.2

В-75

Воронова Л.А., Гусев Г.Б., Костин А.В. Термодинамика и теплопередача. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Термодинамика», «Термодинамика и теплопередача». – М.: МИИТ, 2011. – 36 с.

Методические указания предназначены для подготовки и проведения лабораторных работ по дисциплине «Термодинамика», «Термодинамика и теплопередача»; направлены на углубленное изучение основных теплотехнических законов и определений. В указаниях приводятся основные теоретические понятия, описание лабораторных установок, порядок проведения и расчета экспериментальных данных.

© ФГБ ОУ ВПО

«Московский государственный

университет путей сообщения»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ГАЗА

Цель работы – изучение и применение уравнения состояния газа.

Общие положения

Известно, что свойства реальных газов при малой плотности и не очень низких температурах мало отличаются от свойств идеальных газов. Если рассмотреть влажный воздух при атмосферном давлении, когда парциальное давление пара в смеси обычно имеет небольшое значение, то можно принять без большой погрешности, что воздух подчиняется уравнению Клапейрона - Менделеева.

P·v=R·T – для 1 кг газа;

P·V=m·R·T – для массы газа m кг;

P·μ·v=μR·T – для 1 киломоля газа,

где P – давление, Па; v – удельный объём, м³/кг; T – температура, К; V – объём, м³; m – масса, кг; μ – молярная масса, кг/кмоль; R – газовая постоянная, Дж/(кг·К); μR – универсальная газовая постоянная.

Нетрудно показать, что уравнение состояния обобщает известные из курса физики уравнения основных законов идеальных газов. Так, переписывая уравнение состояния в виде соотношения

P·v/T=R=const

или для произвольного процесса

P₁·v₁/T₁=P₂·v₂/T₂

При v₁=v₂ (изохорный процесс) получаем зависимость, вытекающую из закона Шарля

P₁/T₁=P₂/T₂

При P₁=P₂ (изобарный процесс) получаем зависимость, справедливую для закона Гей-Люссака

v₁/T₁=v₂/T₂

При T₁=T₂ (изотермический процесс) получаем зависимость, справедливую для закона Бойля-Мариотта

P₁·v₁=P₂·v₂

Описание опытной установки

Схема опытной установки приведена на рис.1, где 1 – сосуд известного объёма; 2 – тройник; 3 – манометр, 4,7,8 – зажимы; 5 – груша-помпа; 6 – весы; 9 – сосуд неизвестного объёма

Рис.1. Схема опытной установки