АУАНЫҢ ЖЫЛУ СЫЙЫМДЫЛЫҚТАРЫНЫҢ ҚАТЫНАСЫН АНЫҚТАУ

Өлшеу үлкен шыны баллоннан Б, компрессордан Н және су манометрінен 1 тұратын құрылғының (1-сурет) көмегімен жүргізіледі. Баллонды кран К мен компрессормен, ал кран К₀-ды – атмосферамен жалғайды.

К леман мен Дезорман ұсынған әдіс тізбектей жүретін адиабаталық және изохоралық процестермен бір күйден екінші күйге көшетін қайсыбір массасы бар газдың параметрлерін анықтауға негізделген.

Бұл процесстер P-V диаграммасында (1-сурет) 1-2 және 2-3 қисықтарымен бейнеленген. Егер баллонды ауамен толтырып, сыртқы ортамен жылулық тепе-теңдікке келгенге дейін тұрғызсақ, онда осы бастапқы күйде 1 газ параметрлері болады, сонымен қатар баллондағы газдың температурасы сыртқы ортаның температурасына тең, ал қысымы атмосфералық қысымнан аздап үлкен.

К₀ кранды ашқан кезде баллондағы ауа 2 күйіне көшеді. Оның қысымы атмосфералық қысымға дейін төмендейді . Баллон көлемінің бір бөлігін алып тұрған 1 күйіндегі ауаның қалған массасы ұлғайтып, көлемнің барлығын алады. Газдың тез ұлғаюы кезінде баллонның қабырғасы арқылы сыртқы ортамен жылу алмасуды ескермеуге және 1-2 процессін адиабаталық деп есептеуге болады:

(7)

К₀ кранды жапқанда адиабаталық ұлғаюынан суыған баллондағы ауа тұрақты көлемде сыртқы ортаның температурасына дейін қыза бастайды (2-3 процесс). Сонымен қатар, баллондағы қысым

Ауаның артық қысымы Р' және Р'' тығыздығы U-тәрізді манометрінің сұйықтық деңгейлерінің айырмалары бойынша есептеледі.

Мұндағы H және h 1 және 3 күйлері үшін манометр көрсеткіштері

Сонда:


Ауаның 1 және 3 күйлері изотермаға сай келгендіктен:

P₁V₁ = P₃V₃. (9)

(7) және (9) өрнектерден көлемдердің қатынасын ескермей, газдың қысымдары арасындағы байланысты табамыз:

Ауаның жылу сиымдылығының өрнегін анықтау үшін (1–2–3) процестерін орындау және монометрдің 1 және 3 күйлеріне сәйкес H және h көрсеткішін өлшеу жеткілікті.

Дегенмен, тепе–тең адиабаталық процесті жүзеге асыру қиын: егер газдың тез ұлғаюын жүзеге асырсақ, онда газдың температурасы мен қысымы көлем бойынша теңесіп үлгермеуі себінен процесс тепе–тең болмайды. Адиабаталық процесті баяу жүргізу үшін балон жылудан оқшауланған болуы керек. Берілген қондырғыда t уақыты ішінде газдың ұлғаюы үшін жылу беріледі. Сол себептен келесі изохоралық қыздыру барысында қысым аз көтеріледі, яғни h'<h, өлшеу  шамасын табу үшін қажет. Уақыттың өтуіне байланысты h' шамасы кемиді, уақыт t ұмтылғанда (1–3 изотермиялық ұлғаюда) h' нөлге жақындай түседі. Тәжірибелік жолмен

h' = hе^–at.

екені дәлелденген.

Осы функцияны логорифмдеу арқылы төмендегі байланысты аламыз:

ln h' = ln h – at, (11)

Баллондағы ауаның соңғы артық қысымының атмосферамен араласу уақтына (11) тәуелділік графигі 3-суретте көрсетілген.

1. 
   
   
   жүктеу/скачать 4,79 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: