Сочинение на тему Исследование по определению изэнтропического показателя воздуха методом Клемента и Десорма
- Опубликовано: 19.05.2020
- Предмет: жизнь, образование
- Темы: давление, Исследование, Обучение, эмоция
Показатель изоэнтропы, который представляет собой отношение удельных плавок при постоянном давлении и постоянном объеме, соответственно, имеет различные применения в промышленности. Целью этой лаборатории было определить изэнтропический коэффициент воздуха. Это было достигнуто путем проведения измерений перепада давления в лаборатории и использования метода Клемента и Десорма для расчета изэнтропического коэффициента. Следующей целью было оценить коэффициент теплопередачи, который отвечает за результирующий теплообмен между воздухом и стенками сосуда. Кроме того, необходимо было принять решение о том, какой процесс лучше всего подходит для клапана быстрого и медленного выпуска. Разница давлений регистрировалась каждую минуту до тех пор, пока не была достигнута стабилизация до и после сброса клапана, как для быстрого, так и для медленного выпуска. Затем изоэнтропический показатель рассчитывали для каждого метода и сравнивали с теоретическим изоэнтропическим показателем 1,4 при 298К. Средние показатели изоэнтропы для медленного и быстрого высвобождения были определены как 1. 22 и 1. 21 с отклонениями от теоретического значения на 13. 76% и 12. 74% соответственно. Решатель Microsoft Excel был использован для определения коэффициента теплопередачи 1.55 Вт / м2 К и 1. 59 Вт / м2 К для быстрого и медленного выпуска соответственно. Процесс быстрого высвобождения был признан наилучшим, поскольку он имел более низкое отклонение показателя изоэнтропы от теоретического показателя изоэнтропы. Значения Cp и Cv для воздуха были определены как 46. 41 Дж / моль K и 38. 10 Дж / моль K соответственно для быстрого высвобождения, значения Cv и Cp медленного высвобождения были определены как 40. 12 Дж / моль K и 51. 36J / моль к.
Введение
Показатель изоэнтропы – это отношение изобарической теплоемкости (Cp) и изохорной теплоемкости (Cv). Согласно соответствующей теории, для идеального газа, который является двухатомным как воздух, показатель изоэнтропы равен 1, 4. Цель эксперимента состоит в том, чтобы использовать экспериментальные данные, полученные для определения показателя изоэнтропы воздуха, используя метод Клемента и Десорма и сравните это с теоретическим значением, причем второстепенными целями являются определение Cp и Cv воздуха, коэффициент теплопередачи из-за теплообмена, который происходит между воздухом и стенками сосуда, и который, между быстрым и медленным Выпуск воздуха в сосуде, является наиболее эффективным.
Обзор литературы
Политропный индекс
Политропный процесс, процесс, в котором работа выполняется на газе или газе, определяет процесс, который происходит во время сжатия и расширения газа, и подчиняется следующему закону: где n – индекс политропы. Значение n зависит от условий процесса (т.е. изотермического, адиабатического и т. Д.). В этом отчете рассматривается процесс, проводимый в изоэнтропических условиях, определяемый как обратимый адиабатический процесс, поэтому, когда процесс изоэнтропичен, а газ идеален, вместо буквы n используется гамма. Новое уравнение, которое называется законом Пуассона, выглядит следующим образом. Где, гамма, это показатель изоэнтропы. Показатель изоэнтропы определяется как отношение теплоемкости при постоянном давлении и при постоянном объеме, что дает приблизительное значение 1,4 для идеального и двухатомного газа, такого как воздух.
Метод Clement и Desormes
Для успешного применения этого метода требуется список предположений. Эти предположения включали следующее:
- Воздух ведет себя как идеальный газ
- Удельная теплоемкость, Cp и Cv не зависят от температуры.
- Расширение газа после быстрого выпуска является адиабатическим
- Температура в лаборатории остается постоянной в течение всего эксперимента
- Коэффициент теплопередачи постоянен по всей площади сосуда.
- Определение показателя изоэнтропы по методу Клемента-Десорма описывается двумя важными этапами, которые описаны ниже:
Адиабатическое сжатие
Первый этап включает адиабатическое сжатие газа в закрытом контейнере. Насос используется для повышения давления воздуха, содержащегося в сосуде, что приводит к изменению температуры и повышению давления выше атмосферного. Как только насос отпускается, система охлаждается изохорически, и через некоторое время условия внутри сосуда стремятся к атмосферному. Передача тепла происходит от воздуха к стенкам сосуда, так как предполагается, что температура стенок находится при температуре окружающей среды.
Адиабатическое расширение
Давление снижается быстрым открытием выпускного клапана. Температура газа падает до условий окружающей среды. Происходит изохорическое нагревание, и стены нагревают воздух, передача тепла происходит от стен к воздуху. Это достигается путем медленного выпуска (медленное открытие и закрытие клапана) после того, как емкость стабилизировалась от предшествующего повышения давления.
Закон Пуассона
В равновесии обоих процессов голова записывается и используется для определения показателя изоэнтропы. Закон Пуассона затем используется для определения экспериментального значения гаммы для воздуха.
Коэффициент теплопередачи
Во время изохорного нагрева и охлаждения газа происходит конвективный теплообмен между газом и стенками газа.
Результаты и обсуждение
Изоэнтропический показатель (гамма)
Для каждого метода (с быстрым и медленным выпуском) было проведено 5 прогонов с различными объемами накачки для оценки показателей изоэнтропы на основе различных измеренных высот манометра. Показатель изоэнтропы ϒ для каждого последовательного прогона как для быстрого, так и для медленного выпуска представлен и оказывается отличным от теоретического показателя изоэнтропы, равного 1. 4. Принимая показания разности высот манометра как для расширения, так и для сжатия, средние показатели изэнтропы для обоих случаи составляют 1. 22 и 1. 21 соответственно с ошибкой 12. 54% и 13. 76% относительно показателя изоэнтропы 1,4, полученного при 298K. Это может быть объяснено человеческой ошибкой, учитывая, что изменение давления очень мало в течение взятого временного интервала. Другими факторами, влияющими на изменение значения изоэнтропического коэффициента, может быть то, что нагнетаемый воздух представляет собой смесь газов, имеющих различный состав в разных регионах.
Теплопроизводительность при постоянном объеме и давлении
Из нашей книги по термодинамике мы узнали, что Cp и Cv являются константами, значения Cp и Cv для воздуха при 1,005 кДж / кг К и 0,718 кДж / кг К соответственно. Значения Cp и Cv рассчитывали для каждого эксперимента, как для быстрого, так и для медленного высвобождения. Соответствующие средние значения для обоих методов показывают, что удельные теплоты для медленного высвобождения были больше по сравнению с методом быстрого высвобождения. Когда газ нагревается в постоянном объеме, подводимая тепловая энергия повышает температуру и, следовательно, внутреннюю энергию газа, потому что газ не может расширяться дальше, чем удержание постоянного объема, в котором он хранится. Теплоемкость жидкости является Функция температуры, давление оказывает небольшое влияние на Cv, если мы не работаем при высоком давлении. В нашей системе увеличение давления означает повышение температуры, они имеют прямую пропорциональную зависимость, таким образом, увеличение Cv. Значения Cv для медленного высвобождения больше, чем для быстрого высвобождения в большинстве опытов, потому что там было высокое давление и его температура. Вышеуказанный принцип применим к нашему Cp, который является функцией как давления, так и температуры. Чем больше давление, тем выше температура в системе, наше значение Cp будет больше, чем в системе, которая имеет более низкое давление и температуру по сравнению. Это объясняет, что значения медленного выпуска больше, чем быстрого выпуска.
Коэффициент теплопередачи
Чтобы установить, действительно ли процесс является адиабатическим, предполагаемый коэффициент теплопередачи должен предполагаться равным 0 Вт / м2К, однако он не может быть точным из-за человеческой ошибки и несоответствий при открытии впускного клапана, когда требуемое количество насосов было проводится. В таблице ниже приведены соответствующие коэффициенты теплопередачи, рассчитанные для методов быстрого и медленного выделения с использованием решателя Microsoft Excel для определения теоретической разности высот, принимая произвольное значение коэффициента теплопередачи. Для быстрого сброса Uo для определения устойчивого состояния с увеличением временных интервалов 60 секунд.
Заключение
Ожидаемый показатель изоэнтропы из предположения, что воздух ведет себя как идеальный газ, составлял 1,4 при 298K. Однако средние изоэнтропические коэффициенты 1. 22 и 1. 21 были определены с использованием метода Клемента и Десормеса для быстрого и медленного высвобождения соответственно. Это указывало на то, что воздух не был идеальным. Это далее использовалось, чтобы установить, что медленное высвобождение – лучший процесс, поскольку у него был изоэнтропический показатель, более близкий к показателю идеальности. Установлено, что значения Cp и Cv для воздуха составляют 29,12 Дж / кмоль К и 20,8 Дж / кмоль К соответственно. Коэффициенты теплопередачи были рассчитаны и составили 1. 55 Вт / м2 К и 1. 59 Вт / м2 К для быстрого и медленного выделения соответственно.
РЕЗЮМЕ В этом исследовании делается попытка выяснить возраст, в котором дети интерпретируют словесные шутки. Использовалась выборка из 60 детей в возрасте 6-12 лет из 5
Если взглянуть на школы в Ричмонде, штат Калифорния, и сравнить их со школами в Конкорде, штат Калифорния, можно увидеть огромную разницу. Мало того, что жилой
Преподавание существительных в важной области интересов в преподавании английского языка, которая всегда привлекала мое внимание и внимание моих учеников. Это обширная область, которая может связать