№1 лабораториалыº ж½мыс
жүктеу/скачать 5,85 Mb.
|
Нупирова А.М. Механика және молекулалық физика бөлімдері бойынша лаборатиялық практикум 2
- Бұл бет үшін навигация:
- СУДЫҢ ФАЗАЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІГІН ЗЕРТТЕУ Жұмыстың мақсаты
14.1 кесте
Қыздыру мен суыту кезіндегі қисықтарды салыстырыңыздар. 14.2 кесте
Үлгінің жылусыйымдылығын және қыздыру кезіндегі энтропия өзгерісін анықтау 1.Жүйе температурасын ΔТ-ға өсіру үшін үлгіге мынадай жылу мөлшерін әкелу қажет: мұндағы W- қыздыру қуаты, W' - берілген температура диапазонындағы қуаттың шығыны (бұл шама мәндері «Қыздыргыштың пайдалы әрекет коэффициентін анықтау» тақырыбындагы жұмыстан алынады), Δtбал - үлгінің қызу уақыты, C0 - бос тигелі бар пештің жылусыйымдылығы: бұл шама мәндері «Қыздырғыштың пайдалы әрекет коэффициентін анықтау» тақырыбындағы жұмыстан алынады). Нәтижелерді 14.1 кестеге жазыңыздар. 2.Температураның әртүрлі интервалдары үшін үлгінің жылусыйымдылығын мына өрнекпен есептеңіздер:C=Q/ΔT, меншікті жылусыйымдылық мынадай: с=С/М. 3.Қыздыру кезіндегі энтропия өзгерісін мынадай өрнекпен есептеңіздер: Есептеу нәтижелерін 14.1 кестеге жазыңыздар. Үлгінің балқуы кезіндегі энтропия өзгерісі мен меншікті балқу жылуын анықтау 1.Балқу жылуын Q6an анықтау үшін бірінші қисықтан "жазық" балқуды белгілеп алып, үлгінің Δt6ал балқу уақытын есептеңіздер. 2.Төмендегі өрнекті пайдаланып, балқу жылуын есептеңіздер: мұндағы W- қыздыру қуаты, W' - берілген температура диапазонындағы қуаттың шығыны (бұл шама мәндері «Қыздыргыштыц пайдалы әрекет коэффициентін анықтау» тақырыбындагы жұмыстан алынады), Δt6ал - үлгінің балқу уақыты. Нәтижелерді 14.1 кестеге жазыңыздар. 3. Меншікті балқу жылуын мына өрнекпен анықтаңыздар: мұндағы M - зерттелген үлгінің массасы. 4. Балқу кезіндегі энтропия өзгерісін мынадай өрнекпен есептеңіздер: Есептелген нәтижелерді 14.1 кестеге жазыңыздар БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАР 1. Энтропия дегеніміз не? 2. Қайтымды және қайтымсыз процестің анықтамасы. 3. Карно циклінде қандай процестер қолданылады? 4. Карно циклін жасау үшін қанша қыздырғыш керек? № 15 Лабораториялық жұмысы СУДЫҢ ФАЗАЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІГІН ЗЕРТТЕУ Жұмыстың мақсаты: қайнау кезіндегі судың меншікті булану жылуын анықтау. Құрал-жабдықтар: ЛКТ-2 қондырғы Жұмыстың қысқаша теориясы Газ-сұйықтық - №2 ” және баллондар блогы «Автоклав» модулінен (1) 300 мм.сын.бағ. (40 кПа) манометр (2), тармақтардан (разветвитель) (3), штуцері (4) бар краннан және секундомерден (5) тұрады (15.1-сурет). "Автоклав-манометр - 05” модулі (15.2-сурет) қаныққан су буы қысымының температураға тәуелділігін зерттеуге қолданылады. Автоклавтың негізгі бөлігі диаметрі 6,0 мм дөңгелек каналмен байланысқан жоғарғы және төменгі қуыстары бар құбырдан (1) тұрады. Құбырда қыздырғыш (2) орама бар. Құбырға (3) температура датчигі орнатылған. Автоклавтың қуыстары сұйықтық деңгейі мен құралдың сипаттамалық нүктелерінің координатасы есептелінетін сызғыш (6) бойымен орналасқан өлшеу құбыры (5) бар шлангымен (4) жалғанған. Сызғыш шкаласы бойынша автоклав деңгейлерінің сипаттамалық координаталары:
А втоклав құбырының жоғарғы жағы тығынмен тығындалады (15.3-сурет). (1) резеңке (2) шайбалы калибрленген каналдың жоғарғы жағы тұмшаланған зат тығын болып табылады. Ол бұрауға ыңғайлы болу үшін пластмасса тұтқадан (3) жасалған (әдетте, автоклав өте ыстық болғанда). Автоклав корпусының қуысына жоғарғы ұшы арқылы каналдың төменгі ұшының h3 деңгейінен 3-5 мм жоғары h0 деңгейіне дейін дистилляцияланған су немесе қайнаған су құйылады (15.2-сурет). Су каналдың төменгі жақтағы қуысына дейін толады. Каналды тығынмен жапқанда, оның қуысында ауа пайда болады, сол ауаның бастапқы көлемі Vo былай анықталады: Vo = So (h4- ho) , So = 28,3 мм2, (15.1) мұндағы So - каналдың көлденең қимасының ауданы, h0 - өлшеу түтігіндегі сұйықтықтың бастапқы деңгейі (тығынмен жапқаннан кейін шкаламен анықталады), h4 = 95 мм - каналдың жоғарғы ұшының деңгейі. Корпусты қыздырғанда оның ішіндегі және онымен бірге (Т) жаңа температураға дейін каналда ауа ұлғайып, оған су буы қосылады. Су қуыстан өлшеу түтігінен жаңа h деңгейіне қарай ығысады. Ығысқан сұйықтық көлемі былай анықталады: V = S (h-ho) , S = 95,0 мм2, (15.2) мұндағы S - түтік каналының көлденең қимасының ауданы, h - өлшеу түтігіндегі жаңа сұйықтық деңгейі. Ауа мен оның қосынды рсу және рбу қысымы р0=100 кПа атмосфералық қысымға тең (дәл өлшеу үшін түтіктегі сұйықтық қысымының бағанын ескерген жөн). Сондықтан, рсу = рo - рбу. Ауа үшін газ заңының теңдеуін пайдалана отырып: будың қысымын табамыз: (15.3) мұндағы p0, V0, T0 - ауаның бастапқы параметрлері, pcy, V+V0, T - ауаның соңғы параметрі, V - ауаны T0-ден T қыздырған кездегі ұлғайған көлемі. Клапейрон-Клаузиус теңдеуінен lnpбу -нің 1/Т тәуелділігі арқылы булану жылуын анықтауға болады: (15.4) мұндағы R = 8,31 Дж/(моль·К), М = 18 г/моль - мольдік масса. Жұмыстың орындалу тәртібі Қондырғының жұмыс зонасына "Газ-сұйықтық -№2" блогын (15.1-сурет) қондырыңыздар және автоклав қосқышын ИСТ-3 "Термостат" қосқышымен жалғаңыздар. Автоклав корпусының қуысына жоғарғы тесігі арқылы каналдың төменгі ұшының h0 = 33 мм деңгейіне дейін стаканмен дистилляцияланған су немесе қайнаған су құйыңыздар. Ком- прессордың көмегімен каналды ауа ағынымен толтырыңыздар, сосын тығынмен бұрап қойыңыздар. Қыздырғышты қоспай тұрып, Т1 бұранданы бұрап бөлме температурасын өлшеп алыңыздар, сонда 4-разрядты сандық индикатор температураны көрсетеді. Қыздырғышты термотұрақтандыру режиміне қойыңыз- дар ("Вкл" тумблерлерін жоғарғы жағдайға қойыңыздар). Қыздыру кернеуі UH=10- 15В. «Т1» реттегішпен термостатты 30°С-қа қойыңыздар. Термотұрақтандыру режимінде сұйықтық температурасы тұрақты болып тұрады, осы кезде қызыл және жасыл екі индикатор жанады. Егер сұйықтық температурасы реттегішпен қойған «Т1» температурға дейін жетсе, онда қыздырғыш автоматты түрде сөнеді, осы кезде тек қызыл индикатор жанады. Сонан соң қызыл және жасыл екі индикатор бір мезгілде жанады, температураның біртекті таралуы үшін 2 минуттай ұстап тұрыңыздар, осы кезде өлшеу түтігіндегі су деңгейін өлшеңіздер. "Т1" термостат реттегішімен кезек-кезек 40°С, 50°С, ...80°С температура мәндерін беріңіздер. Белгіленген температураға жеткен соң (бір мезгілде екі қызыл және жасыл лампы жанады) 2 минуттай ұстап тұрып, өлшеу түтігіндегі жаңа су деңгейін өлшеңіздер. 80°С жоғары температура кезінде өлшеу қадамын 2-3 градустан қойып өлшеңіздер, яғни "Т1" термостат реттегішімен » 83°С, 85°С, 87°С...95°С температураларына қойыңыздар. Әрбір өлшеуге дейін өлшеу түтігіндегі су деңгейін 2 минуттай ұстап тұрыңыздар. Барлық нәтижелерді 15.1 кестеге жазыңыздар. (15.3) өрнектен рбу су буы қысымын есептеңіздер. lnрбу-ның 1/Т-ға тәуелділігі қисығын тұрғызыңыздар. Қисықтан бұрыштық коэффициентті анықтаңыздар. (15.4) өрнектен судың булану жылуын есептеңіздер. Есте сақтаңыз! 1. Жүйеге қайнамаған суды құюға болмайды, өйткені нәтижелер мәні бұрмаланып кетеді. 2. Бөлме температурасына жақын температурада тығынмен жапқан кезде қалған бастапқы су буы қысымының нәтижелері бұрмаланып кетеді. 3. Автоклавтың іші тоттанып кетпес үшін, тәжірибе аяқталған соң, суды төгіп автоклавты 80-90 °С температураға дейін қыздырып кептіріңіздер. 15.1 кесте рбу температураға тәуелділігі h 0 = 33мм, h4 = 95мм, So = 0,283 см2, Vo = 1,75см3
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАР 1. Бірінші текті фазалық ауысым дегеніміз не? 2. Екінші текті фазалық ауысым. 3. Үштік нүкте дегеніміз не? 4. Сұйық гелийдің ерекшеліктері қандай? Физикадан қысқаша мәліметтер «Жалпы физика» курсының механика және молекулалық физика бөлімдері бойынша шағын мәліметтер жиналған. Бұл – кестелер түрінде келтірілген анықтамаларға негізгі физикалық тұрақтылардың мәндері келтірілген. жүктеу/скачать 5,85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||