Лабораторная работа 1 Задание : Провести эксперимент политропного расширения воздуха. Рассчитать параметры состояния газа в характерных точках и построить рабочую диаграмму процессов. Определить показатель политропы расширения. Вычислить энергетические характеристики процессов.

Ознакомьтесь с лабораторной установкой и приступайте к выполнению лабораторной работы.

Схема лабораторной установки… В состав установки входит металлический бак 1, объемом 35 литров, оснащенный клапаном для стравливания газа. Нагнетание воздуха в бак производится при помощи компрессора 2. Для измерения избыточного давления в баке служит U- образный жидкостной манометр 3, заполненный дистиллированной водой.

Закройте клапан.

С помощью компрессора проведите нагнетание воздуха в бак до избыточного давления мм вод. ст мм

Cделайте выдержку 5-7 минут, необходимую для выравнивания температур воздуха в баке и окружающей среды. При достижении установившихся показаний жидкостного манометра определите величину избыточного давления Р 1 изб. P 1изб

Откройте клапан для расширения воздуха до атмосферного давления, дождитесь, пока избыточное давление в баке не упадет до нуля, после чего немедленно закройте клапан.

Cделайте выдержку 5-7 минут, необходимую для нагрева воздуха в баке до комнатной температуры. P 3изб При достижении установившихся показаний жидкостного манометра определите величину избыточного давления Р 3 изб.

Определите значения атмосферного давленияи комнатной температуры

Избыточное давление, мм вод.ст.Параметры атмосферного воздуха Р 1 изб Р 3 изб t, о СР атм, Па , После того, как определены величины P 1изб и P 3изб, а также параметры атмосферного воздуха, полученные данные занесите в таблицу 1. Таблица 1 Например так…

Определите показатель политропного расширения воздуха. Рассчитайте абсолютные давления в точках 1, 2, 3, помня, что Р = Р атм + Р изб Показатель политропы процесса 1-2 вычислите по формуле:

Полученное значение показателя политропы проверьте на компьютере и покажите преподавателю!!! После его одобрения можете продолжать дальнейшие вычисления.

Определите для всех четырех характерных точек процессов параметры состояния воздуха, а также его массу. Вычисления проводите с точностью до четырех знаков после запятой. При расчетах используйте уравнение состояния идеального газа в виде: принимая значения удельной газовой постоянной воздуха R = 287 Дж / (кг К), показателя адиабаты k =1,4.

Результаты вычислений параметров состояния занесите в таблицу 2 Таблица 2 Характерные точки процесса Параметр 1234 Р, кПа 105,388099, ,780199,8000 Т, К v, м 3 /кг m, кг Например так…

По найденным значениям параметров состояния постройте рабочую диаграмму пяти термодинамических процессов.

Рассчитайте энергетические характеристики. Для всех пяти процессов, изображенных на диаграмме, вычислите массовую теплоемкость воздуха с φ, количество теплоты Q, изменение внутренней энергии U и энтальпии I, а также работу деформации L и располагаемую работу L термодинамической системы. Для нахождения изохорной и изобарной теплоемкостей используйте уравнение Майера и соотношение В процессах, протекающих с переменной массой, используйте её среднее значение.

Результаты вычислений энергетических характеристик занесите в таблицу 3. Таблица 3 Параметр Процессы 1-2 политропный 1-4 адиабатный 4-2 изобарный 2-3 изохорный 3-1 изотермический n 1,21861,401 c φ, Дж/(кг К) -595,401004,5717,5 бесконечность U, Дж -88, ,91651,13487,7750 L, Дж 163,771139,54220, ,405 Q, Дж 73,685071,58787,7750 L, Дж 199,571195, ,405 I, Дж -124, ,88271,587122,8860 Например так…

По дополнительному заданию преподавателя изобразите тепловую диаграмму рассмотренных термодинамических процессов в T-s координатах.

Работа выполнена !