Определение теплоемкости срт воздуха методом проточного калориметрирования

Теоретической основой метода является I закон термодинамики для потока. Расчетное уравнение для определения теплоемкости с_рт в таком калориметре может быть получено следующим образом. Запишем уравнение первого закона термодинамики для стационарного потока газа с параметрами в сечениях 1 на входе и 2 на выходе из канала:

, (10)

где - тепловой поток – количество теплоты, подведенной электронагревателем в единицу времени, Дж/с или Вт;

- массовый расход газа, кг/с;

h – энтальпия газа, Дж/кг;

W – скорость газа, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

y – координата сечений 1 и 2 канала по высоте, м.

В данном случае работой, затрачиваемой на изменение кинетической энергии газа , можно пренебречь, так как скорости газа W₁ и W₂ мало отличаются друг от друга. Работа, затрачиваемая на изменение потенциальной энергии , равна нулю, поскольку калориметр расположен горизонтально .

Таким образом, уравнение (10) принимает вид:

. (11)

Проинтегрировав известное выражение для идеального газа

(12)

в интервале температур от t₁ до t₂, получим:

, (13)

где - средняя теплоемкость при в интервале температур от t₁ до t₂.

Из уравнений (11) и (13) следует:

. (14)

В проточном калориметре (рис. 2) к потоку газа подводится теплота от электронагревателя и измеряются все величины, необходимые для расчета теплоемкости: расход газа, количество подведенной теплоты, температуры газа на входе в калориметр и на выходе из него.