Kutatása politrop folyamat - studopediya
E munka gyakorlati meghatározása politrop index, ha a gáz a tartályból a környezetbe.
Egy összefoglaló elmélet
Név E folyamat kombinációja két görög szó „poli” - és egy csomó „Tropos” - oly módon, azaz politrop.
Az arány a termikus paraméterek (P, V, T) egy politrop eljárás azzal jellemezhető, az alábbi összefüggést:
PV n = const vagy N; (11)
TV n-1 = const vagy n-1; (12)
TP (1-n) | n = const vagy (1-n) / n; (13)
ahol P - abszolút nyomás, H 2 / m; V - fajlagos térfogat, m3 / kg; T - abszolút hőmérséklet, K; N - politrop n kitevő az adott termodinamikai folyamat lehet bármilyen érték tartományban - a ∞ + ∞, állandó marad); CV, CP és C specifikus (tömeg) a hőt a folyamat kapacitása, illetve izochor, izobár és politrop, J / (kg x K).
Fajlagos hő politrop folyamat függ a politrop index, és meghatározható a képlet,
h = (C-CP) / (C-CV), amely transzformálva kapjuk
ahol R - aránya specifikus melegíti,
# 956; CP és # 956; CV - specifikus (kilomolnaya) hő a gáz alatt izobár és izochor rendre, J / (K × kmól).
A számértéke R adiabatikus index különböző atomi gázok lehet meghatározni, amelyet a képlet (15) által a 2. táblázat segítségével adatokat.
Amint látható táblázat. 2, a különbség # 956; CP - # 956; CV különböző atomos gázokat ugyanaz az értéke, amely egyenlő a 8314 J / (K × kmól). Ezt a különbséget jelöli # 956; R az úgynevezett egyetemes gázállandó, és az expressziós
Ahol R = # 956; R / # 956; - gázállandó J / (kg x K).
Kilomolnaya hő P = const és V = const és adiabatikus index értékek a különböző gázok atomicitás
3. ábra. A függőség a fajhője politrop index
Grafikus függőség a fajlagos hőkapacitása politrop index ábrán látható. 3, amelyből az következik, hogy a hőkapacitás C politrop folyamatban, ha k> n> 1 egy negatív érték. Ezért lezajló folyamatok egy adott érték a politrop index dg és dT különböző algebrai jelek. Más szavakkal, ha a munkaközeg a folyamatba k> n> 1 betáplált hő, hőmérséklete csökken, és amikor a hő megvonási - növekszik. (Értelmezzük következő példa igazolja ezt a pozíciót).
Elhelyezkedés politrop a pV és Ts - koordinátákat különböző értékei a politrop n indexet, ábrán látható. 4, ami azt mutatja, hogy a politrop folyamat állapotváltozása gáz tekintetében különösen termodinamikai folyamatokat (izochor, izobár, izoterm és adiabatikus) van egy esernyő.
Valóban, ha a (11) egyenlet, hogy:
n = 0, megkapjuk az egyenlet a izobár (p = const);
n = 1, megkapjuk az izoterma egyenletet (pV = const).
n = k. Kapunk adiabatikus egyenletet (pV R = const);
n = ± ∞. isochore megkapjuk az egyenletet (V = const).
Fajhője saját termodinamikai folyamatokat lehet meghatározni ábra. 1 vagy általános képletű (13); ha n = 0 (izobár folyamat) a fajlagos hőkapacitása Cp;
>> n = 1 (izoterm folyamat) >> C t = ± ∞;
>> n = k (adiabatikus folyamat) >> Cs = ± ∞;
>> n = ± ∞ (izochor állapotváltozás) >> Cv = ± ∞.
Használata az egyik diagramok (2. ábra) úgy definiálható, mint egy adott folyamat során expanziós vagy kompressziós a gáz és az ismert politrop exponens változik a gáz nyomása, a térfogat, hőmérséklet, a belső energia és entrópia, és is fellépett, vagy eltávolítják a folyamat hő a gáz. Például, ez a gyakorlatban már ismertek, hogy a levegő kompressziós (kétatomos gáz) a kompresszor hengerben, amely fel van szerelve egy hűtővíz kabát, hajtjuk végre politrop n kitevő ≈1,35.
Ebben az esetben, a levegő kompressziós polytrope (K-érték = 1,41, amelyre) között található izoterma 1-4 „és 1-5 adiabatikus” és k> n> 1 (lásd. Ábra. 2), hogy fel lehetne határozni, és logikailag .
Elvileg két szélsőséges esetben a gáz kompressziós folyamatot a kompresszor:
1. A felszabadult kompressziós hő gáz teljesen visszahúzódik a külső környezet és a hőmérséklet a sűrített gáz változatlan marad - az izotermikus kompresszió.
(Izotermikus kompresszió lehetséges abban az esetben, ahol a folyamat végtelen hosszú ideig, ahol a hőmérséklet különbség Az elégett gázok és a külső környezet dT = 0).
2. tömörítés termelt gáz a henger falán, amelyek


Ábra. 4. területek lehetséges politrop folyamatok (a) és a TS PY (b) táblázat
abszolút szigetelő, és a felszabaduló hő a kompressziós gáz teljesen fogyasztott hő sűrített gáz (aziabatnogo sajtolás esetében).
A valós kompresszort a gáz összenyomódik egy véges (viszonylag kis) időt; a kompresszor hengerfal készült hővezető anyagból (vízhűtő kívülről). Ezért a valós kompresszor, Chota és a hő között kicserélt szhatymnagrevshimsya gáz és a hűtővíz, ennek következtében a gyors folyamatok tömörítés végéig időt átvészelni. Ez megváltoztatja nem csak a termikus paraméterek T, P és V. de a gáz azaz entrópia S. ott politrop tömörítési eljárás, amely között található az izotermikus és adiabatikus.
A diagramok (2. ábra). meghatározzák, hogyan változik ebben a folyamatban mi érdekli az értéke:
1) a gáz mennyisége csökken - (# 916; V <0);
2) a gáz kompressziós munkát - negatív (L <<->>), Amely követi a képlet # 916; L = p # 916; V;
3) a hőmérséklet sűrített gáz növekszik - (# 916; T> 0);
4) A belső energia a gáz (# 916; U> 0) növekszik, ahogy # 916; U = C # 916; T;
5) egy gáznyomás, a kompresszor sűríti növeljük (# 916; F> 0);
6) a gáz entrópia csökken (# 916; S <0), поскольку его сжатие ведется с отводом теплоты (Δq <0 или q <<->>), És az entrópia és a hő kapcsolatos DS = dq / T;
7) az érték a politrop index «n» belül van k> n> 1.
Specifikus munka, J / kg, bővítése gáz politrop folyamat lehet meghatározni az alábbi képletek:
Fajlagos hő J / kg, politrop folyamat
és a változó a gáz entrópia J / (kg x K),
Annak megállapításához, a politrop n index bármilyen valós folyamat, van elég egyszerű módon. Így, ha a indikátor diagram ártalmatlanítási folyamatát (.. lásd 2. ábra), majd meghatározni a középérték n, például a folyamat 1-6 egyenlet alkalmazásával (10) a két pontot, ahol a értéke V p és ismert paraméterek:
Miután logaritmálás van
A végrehajtás sorrendje a laboratóriumi munka
Meghatározása politrop n index a levegő során expanziós végezzük egy laboratóriumi beállít egy ilyen szekvencia (5. ábra):
A ventilátor a hengerben 1, nyitott 2 csap injektálunk levegőt.
2. létrehozását követően túlnyomás a tartály belsejében PM1 = 1000 N / m2 2 csap zárva van, és a ventilátor ki van húzva a kijuttató fúvóka.
3. Mivel a töltőlevegő hőmérsékletét eredményeként tömörítési lenne kissé magasabb, mint a környezeti hőmérséklet, akkor hogy megszüntesse ezt a különbséget tesz néhány expozíció (öt perc). Amikor ez bekövetkezik izochor állapotváltozás - csökkenti a hőmérséklet a tartály belsejében, amelynek állandó térfogatú. A izochor állapotváltozás, az arány a termikus paraméterek p és t értéke alábbi egyenlet fejezi ki
Ábra. 5. A diagram a laboratóriumi beállítási munkát 2:
1 - üvegedénybe; 2 - propkovy elzárócsaphoz; 3 - alakú folyékony manométer
A Time Alignment a sűrített levegő a hengerben hőmérséklet a környezeti hőmérséklet a végén ígéretet mérő edény belsejében a nyomás útján határozzuk meg az U - alakú manométer 3. A túlzott nyomás sűrített levegő tehát valamivel csökkentették a PM1 P3.
4. nyissa a szelepet 2. Ennek eredményeként a gáz expanziós henger nyomás alá atmoszférikus. Ezen a hőmérsékleten, található a tartályban csökken. Csökkentése gáz hőmérséklete alatt expanzió annak a ténynek köszönhető, hogy a munkát a tágulási hajtjuk rovására a belső energia, azaz a csökkentéséhez. A belső energia a gáz mögött az a hőmérséklet összefüggés U = CVT.
5. A 2 csap zárva van. Ezután gyártsuk expozició (öt perc), annak érdekében, hogy kiegyenlítse a levegő hőmérséklete a hengert a külső környezet hőmérséklete. Amikor ez bekövetkezik, akkor a henger izoterm folyamat (a hőközléssel a környezetből, hogy a levegő a tartályban).
A Time Alignment a gáz hőmérséklete a henger és a külső levegő végén tárgyalás mérési belsejében a nyomás által meghatározott henger keresztül U - alakú manométer.
Abszolút P3 nyomás a tartályban nagyobb lesz, mint az összeg a légköri Rb PM3.
Politrop kitevőt a vizsgálati gáz alapján a következő szempontokat kiszámított politrop folyamatban.
Ennek eredményeként a adiabatikus tágulása a gáz aránya a termikus paraméterek T és P fejezi ki (12) egyenlet.
Miután a adiabatikus egy folyamat gázt kell izochor fűtési folyamat, amelyre szerint (20), az arány a paraméterek T és F alábbi egyenlet fejezi ki
Azonban a kísérleti körülmények között, T1 = T3 = Tamb ezért
Prolagorifmiruem utolsó kifejezését:
n = ----------, (25)
ahol P1 = P m1 + Rb; RB - légköri nyomás idején a tapasztalat; PM1 - gauge (gauge) a gáz nyomását a tartályban, mielőtt a terjeszkedés; P3 = Rb + P m3; PM3 - gauge (gauge) a gáz nyomását a tartályban után expanzió, majd ezt követően izochor melegítés.
Utasítása szerint a fejét a értéke P1. Rb és R3 a (25) képletű szubsztituált ben az alábbi egységek: N / m 2; mm vízoszlop (Kg / m 2); Hgmm és mások.
A jelentésben az alábbi információkat kell tartalmaznia a laboratóriumi munka:
1.) A cél és a megrendelés a teljesítmény;
2.) A rendszer laboratóriumi beállítás;
3.) Az eredmények a kísérleti adatok, 5. táblázatban összefoglalt;
4.) A változások a gáz állapotban kép folyamat a kísérletben p v Ts - koordináták és annak összehasonlítása izochor, izobár, izoterm és adiabatikus.
1. Eljárás a laboratóriumi munka.
2. termodinamikai (politrop és magán) megfigyelt folyamatokkal természet és a technológia.
3. Az arány a termikus paraméterek politrop folyamatban.
4. A hőkapacitás és saját politrop termodinamikai folyamatokat.
6. kép politrop folyamatok a pv és Ts - koordinálja és azok összehasonlítása saját termodinamikai folyamatokat.
7. meghatározása politrop indexmegjelenítést folyamatábra.
/ 4 /, p. 25-55; / 5 / s. 57-58.