Өлшемдер нәтижелерін өңдеу

1. 
   (3.16) формуласы арқылы бастапқы ауаның массасын т_о, кг есептеп шығару.
   
2. 
   (3.13) формуласы арқылы ауаның газдық тұрақтылығын R анықтау.
   
3. 
   Айдамалаудан кейінгі ауаның тығыздылығын  анықтау,сонымен қатар қалыпты жағдайдағы (Р_қ = 101325 Па = 760 сын.бағ.мм. және Т_қ = 273 К = 0 ^оС) ауа тығыздылығын келесі формуламен анықтаймыз:
   

_қ = Р_қ /R Т_қ. (3.17)

4. 
   Көрінетін молярлық массаны (3.12) формуламен анықтау.
   
5. 
   Газ тұрақтысының септік мәнін(3.11) формуламен септеу және тәжірибелік мәнімен салыстыру.
   
6. 
   Меншікті газ тұрақтысын келесі формуламен анықтай отырып,қатысты шегінің қателігін есептеу:
   

_п (R) = (V/V + Р/Р_арт. + Т/Т + т’/т)·100 %, (3.18)

мұнда V, Р, Т, т’ – көлемді,қысымды,температураны және ауа массасының өлшеудің абсолюттік шектік қателігі

3.1 Кестесі – Есептер натижелері

1. 
   Толық және меншікті көлемнің жағдайларының теңдеуін жазу.
   
2. 
   Қысымның түрлері және олардың анықтамасы.
   
3. 
   Температуралық шкаланың қандай түрлері бар? Олар несімен ерекшеленеді.
   
4. 
   Ауаның газ тұрақтылығын тәжірибелік анықтаудың әдістемесінің мәні неде?
   
5. 
   Тығыздылыққа және меншікті көлемге анықтама беру.
   
6. 
   Идеалды газ дегеніміз не?
   
7. 
   Температураның физикалық мәні?
   
8. 
   Әмбебаб газ тұрақтысы нені сиппаттайды?
   
9. 
   Меншікті газ тұрақтылығымен әмбебап газ тұрақтысының арасында қандай байланыс бар?
   
10. 
    Абсолюттік температура, абсолттік қысым.
    

Мақсаты: әртүрлі сыйымдылықтың түрлерін зерттеу және ағымды калориметрдегі газ жылусыйымдылығының тәжірибелік түрде анықтау әдістемесімен танысу.

1. 
   Кіріспе
   

Барлық термодинамикалық үрдістерде (изотермиядан басқасы) дене температурасы өзгерсе, онда температура өзгеруіне пропорционалды шама деп анықтаймыз: dQ = C·dT. Жылумен дене температурасын өзгерумен арасындағы байланысты орнататын прпорционал коэффициенті С, дене жылусыйымдылық деп аталады.Осыған орай, жылусыйымдылығы жылудың температура өзгеруіне тең физикалық шама ретінде анықталады:

Жылусыйымдылығы санды түрде жылуға тең,бұл жағдай дене температурасын 1 градусқа дейін өзгертеді.

Меншікті жылусыйымдылықты «массалық» жылусыйымдылық деп атауға болмайды.

мұнда  – заттың саны, моль (заттың саның келесі формуламен анықтауға болады:

 = т / М,

мұнда М – заттың молярлық саны).

Термодинамиканың бірінші заңына сәйкес ішкі энергияның өзгеруіне жылудың және көлемнің өзгеру жұмысының көптік сансыз үйлесімдер сәкестендіріледі, яғни жылу температурасы бір мәнде жылу сыйымдылығы да әртүрлі термодинамикалық үрдістерде әртүрлі болады.

мұнда c_tp – жұмыс үшін көрсетілген пропорционалды коэффициенті. Изобаралық үрдісте температураның өзгеруіне макроауыспалығының жұмысының қатынасына тең:

Теңдеуді дифференциалдау кезінде р = const жағдайда идеал газдың күйі d(pV) = pdV = R dT болады. Алынған нәтежені жұмыс теңдеуіне (4.6) ауыстыра, келесі теңдеуді аламыз:

Осыған орай, изобаралық үрдіс кезінде меншікті газ тұрақтысы газ температурасын 1 градусқа өзгеркендегі көлем өзгеруінің жұмысына санды түрде тең болады.

(4.8) теңдеуі Майер теңдеуі деп аталады: берілген газ үшін тұрақты шама және меншікті газ тұрақтысына тең изобаралық жылусыйымдылығының және меншікіт изохоралық жылусыйымдылығының айырмашылығы.

Жағдайдың және Майер теңдеулердің (dT = (pdV +Vdp)/(c_p – c_v)) көмегімен осы теңдеуден dT өлшемін шығара отырып, термодинамиканың бірінші заңының теңдеуі келесі түрде жазылады:

Жылусыйымдылықтың қатынасының белгісі К арқылы белгіленеді:

және адиабата көрсеткіші деп аталады, ал теңдеу

адиабаттық үрдістің теңдеуі немесе адиабаттық теңдеу деп аталады.

Берілген үрдіске негізін құрайтын көрсеткіш  белгісімен белгіленеді:

 = (с-с_р) / (с-с_v) (4.13)

және политроп көрсеткіші деп аталады, ал теңдеу

политроп теңдеуі немесе политроп үрдісі деп аталады.

осы өлшем (4.10) және (4.13) теңдеулерді шығару арқылы табылады.

4.1 кестесі

Газы	Молярлық жылусыйымдылығы, кДж/(кмоль·К)
	СМV	CMP
Бір атомды	12,56	20,93	1,67
Екі атомды (ауа)	20,93	29,31	1,40
Үш-көп атомды	29,31	37,68	1,29

Жылудың қарапайым саны келесі формуламен анықталады:

Берілген температуралық интервалда Т₁ бастап Т₂ дейін тұрақты алынатын жылусыйымдылықтың мәні берілген температуралық интервалдағы орташа жылусыйымдылық деп аталады. Ол жылудың температуралық интервалдың соңғысына қатынасын айтады:

4.1 таблицасында тұрақтылық мәндері келтірілген. Температурадан, молярлық жылусыйымдылықтан және адиабат көрсеткішінен k тәуелсіз.

Ауаның изобаралық жылусыйымдылығын анықтау ауаны қыздыру әдісімен анықталады. Жылусыйымдылығының есебі (4.17) формуласы арқылы шығарылады,ол заттың ағыныа қарай келесі түрде жазылады:

мұнда Ф –қыздырғыштан ауаға дейінгі жылу ағыны, Вт;

мұнда  – калориметр кіруіндегі ауа тығыздылығы, кг/м³;

 = р_о / (RT), (4.20)

мұнда р_о – атмосфералық қысым, Па;

 = _о· _о, (4.21)

мұнда _о – орташаланған жылдамдық коэффициенті, Рейнольдс санының тәелділігіне байланысты болып, графиктен ( 4.2сурету)анықталады:

мұнда d – құбырдың ішкі диаметрі, м;

Динамикалық қысым толық және статикалық қысымның айырмашылығы ретінде өлшенеді және микроманометр l_дин көрсеткіші арқылы анықталады:

мұнда k – микроманометр коэффициенті (құбырдың енкеу бұрышын есепке алады және пирта тығыздылығын, микроманометрдің көрсеткішін су.бағ.мм. аудару үшін қолданылады), микроманометрдің доғасында көрсетіледі;