1598082693-e3787639078e96e50c3966ede45dfece (805679), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Каким уравнением описывается процесс охлаждения твердого олова (сплава)?6. Как проводится графическая обработка результатов эксперимента?7. Для чего в работе используется милливольтметр?8. Как находится время кристаллизации олова (сплава)?ПриложениеГрадуировочная характеристика хромель -копелевой термопары (по СТ СЭВ 1059 -78)t, °C010203040506070809010011012013014015016017018000,0000,6461,3031,9762,6583,3504,0504,7805,4696,1796,8987,6278,3669,1159,86510,62411,39312,17212,96110,0640,7111,3602,0442,7273,4204,1214,8315,5406,2506,9707,7008,4409,1909,94010,70011,47012,25013,04020,1280,7761,4372,1122,7963,4904,1924,9205,6116,3227,0437,7748,5159,26510,01610,77711,54812,22913,120Термоэлектродвижущая сила, мВ34560,1920,2560,3310,3860,8410,3070,9731,0391,5041,5711,6381,7052,1082,2482,3162,3842,9652,9343,0033,0733,5603,6303,7003,7704,2634,3344,4054,4764.9735,5445,1155,1865,6825,7535,8245,8956,3946,4666,5386,6107,1167,1807,2627,3357,8487,9227,9968,0708,5908,6658,7408,8159,4309,1509,4709,56510,09210,16810,24410,32010,85410,93111,00811,08511,62611,70411,78211,86012,40812,48712,56612,64513,20013,28013,36013,44070,4511,1051,7722,4523,1413,8404,5475,2575,9666,6827,4088,1448,8909,64010,39611,16211,93812,72413,52080,5161,1711,8402,5203,2103,9104,6185,3276,0376,5747,4818,2188,9659,71510,47211,23912,01612,80313,60090,5811,2371,9082,5893,2803,9834,6895,3986,1086,5266,5548,2929,0409,79010,54811,31612,09412,88213,6801Лабораторная работа № 14ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ВОЗДУХАЦель работы: определение молярной массы воздуха и его плотности на основанииуравнения Клапейрона-Менделеева.Для любого однокомпонентного идеального газа справедлива запись уравненияКлапейрона-Менделеева для молярной массы М в формеMmRT.pV(1)Однако в данной работе определяется молярная масса воздуха, являющегося смесьюнескольких газов (в основном азота и кислорода).

Для смеси газов можно говоритьлишь об «эффективной» молярной массе. Под эффективной молярной массой смесипонимается молярная масса такого идеального газа, который при одинаковых параметрах (p, V, T) со смесью газов имеет равную ей массу. Поэтому для нахождения эффективной молярной массы воздуха может быть использовано соотношение (1).1. Описание установки и метода измеренийОбщий вид установки показан на рис.

1. Она состоит из съемного баллона 2 (объемVx), крана 3, зажимной гайки 4, баллона 5 (объем V1), вакуумметра 6, вакуумпровода 7 скраном 8 для соединения с атмосферой (8 – пуск воздуха в систему). С помощью крана1 система отсоединяется от вакуумного насоса, который является неотъемлемой частьюустановки.Вакуумметр представляет собой пружинящую полую трубку овального сечения,которая с помощью ниппеля соединяется с установкой. При удалении из трубки воздуха давление внутри трубки уменьшается и запаянный ее конец приходит в движениепод влиянием разности давлений атмосферного воздуха и воздуха внутри трубки. Приэтом механизм из рычажка и шестеренки поворачивает стрелку-указатель. Поворотстрелки-указателя пропорционален достигнутому в системе разрежения, т.

е. разностимежду атмосферным давлением и давлением воздуха в установке. Нулевое значение нашкале вакуумметра соответствует атмосферному давлению в установке. Прибор начинает показывать только при откачке воздуха из системы, т. е. при давлении воздуха вустановке ниже атмосферного.При отклонении стрелки на n делений разрежение в системе составляет2n  pатм  p ,(2)где γ – цена деления шкалы вакуумметра.Рис. 1Если максимальное число делений вакуумметра N, то цена деления шкалы вакуумметра определяется соотношениемратм.N(3)Это объясняется тем, что отклонение стрелки вакуумметра на N делений соответствуеттак называемому техническому вакууму (давление воздуха в системе принимается равным нулю).

Тогда давление воздуха в системе согласно равенствам (2) и (3) запишетсяp  N  n  .(4)Представим себе два объема V1 и Vx, соединенных между собой переходом с краном 3 между ними (см. рис. 1). Обозначим давление в этих сосудах соответственно p1 иp2. Если открыть кран 3, то газ из сосуда с объемом Vx распространится по всему объему и создаст парциальное давление p 2 , которое связано с первоначальным давлениемзаконом Бойля–Мариоттаp2Vx  p2 Vx  V1  .Для сосуда с объемом V1, рассуждая аналогично, получимp1V1  p1 Vx  V1  .где p1 – парциальное давление газа, первоначально находящегося в объеме V1. Складывая оба уравнения, получимp2Vx  p1V1   p1  p2 Vx  V1  .3Однако по закону Дальтона общее давление газа после открытия крана должно бытьравно сумме парциальных давлений, т.

е.p2Vx  p1V1  pVx  V1  .Таким образом, искомый объемVx p  p1V1 ,p2  p(5)т. е. для нахождения интересующего нас объема Vx необходимо знать первоначальныедавления в правой и левой частях установки (p1 и p2), давление в установке, установившееся после соединения объемов Vx и V1, значение объема V1. Температура воздухав установке равна температуре окружающей среды.Для нахождения М воздуха из уравнения (1) необходимо знать, кроме давления p1,объема V1 и температуры Т, еще и массу воздуха m. Массу воздуха можно найти поразнице между массой сосуда Vx до и после откачки из него воздуха.

Но этот способтребует длительной откачки сосуда с воздухом до предельного разрежения. Поэтомудля определения молярной массы воздуха пользуются другим методом.Пусть в сосуде объемом Vx находится газ массой m под давлением p при температуре Т. В этом случае уравнение состояния газа запишется какpVx mRT .M(6)Откачаем часть газа из сосуда, не изменяя его температуры, тогда масса газа будетm.

Давление теперь будет p и уравнение состояния газа запишетсяpVx mRT .M(7)Вычитая выражение (7) из (6), получим( p  p)Vx m  mRTMилиM(m  m) RT.( p  p)Vx(8)Таким образом, соотношение (8) позволяет найти молярную массу воздуха, не откачивая полностью воздух из объема Vx.4Найдя экспериментально величину М, можно найти также и другую важную характеристику воздуха – плотность  m.

Из уравнения Клапейрона-Менделеева (1) имеVемPM.RT(9)2. Порядок работыОБЩИЕ УКАЗАНИЯ– Вакуумные краны поворачивайте как можно медленнее. Резкие изменения давления вредны для прибора и могут внести ошибку в измерения.– Так как один и тот же насос обслуживает обычно два стенда, следует согласоватьсвои действия с бригадой, работающей на второй установке.– Если стрелка прибора не стоит на нуле, попросите лаборанта установить ее нануль.ЧАСТЬ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА СОСУДА Vx1.

Записать в табл. 1 величину атмосферного давления в объеме Vx как значение p2.2. Перекрыть краны 3 и 8 и открыть кран 1.3. Включить вакуумный насос и откачать воздух из установки примерно до n = 50делений.4. Перекрыть кран 1 (прекратить откачку воздуха из установки, не останавливаянасоса) и записать в табл. 1 давление p1 в объеме V1.5. Медленно открыть кран 3 и установившееся в системе давление записать какзначение p.6. Закрыть кран 3. Открыть кран 1 и откачать объем V1 еще на n = 10-15 деленийшкалы вакуумметра.Повторить пп.

4 и 5 и записать в таблицу новые значения p2, p1 и p, причем за p2 вповторном опыте следует брать давление, установившееся в системе после соединенияобъемов Vx и V1 в предыдущем опыте.7. Повторить п. 6 еще раз.ЧАСТЬ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ВОЗДУХА М1. Продолжить откачку воздуха из системы установки (Vx и V1) до n = 75-80 делений шкалы вакуумметра.52. Перекрыть кран 1 и записать давление p в табл. 2.3. Перекрыть кран 3 и медленно запустить воздух в установку с помощью крана 8.4.

Снять сосуд Vx с установки. Для этого отвернуть зажимную гайку 4, вращая ее почасовой стрелке.5. Взвесить откачанный сосуд Vx на весах (при взвешивании сосуд Vx на чашку весов не класть, а закрепить на крючок).Взвешивание (как и все последующие) произвести 3 раза. Записать результат m втабл. 2.6. Открыть кран 3 на сосуде Vx и, заполнив воздухом при атмосферном давлении,вновь взвесить сосуд. Записать результат m в табл. 2.7. Установить сосуд Vx на место и повторить опыт 2 раза.3. Обработка результатов измеренийУсловия проведения опытаТ = ……pатм = ……Данные установкиV1 = …γ = … (атм/дел)Таблица 1№ п/пр2р1ДеленияΔр1 =рДеленияΔр2 =ДеленияΔр =Δринс =Таблица 2№ п/пр =ррДеленияДеленияр =р – рmmДеленияринс =m=1. Рассчитать объем сосуда Vx по формуле (5)Vx p  p1V1 .p2  p2.

Найти среднюю величину объема сосуда V x .3. Рассчитать молярную массу воздуха по формуле (8)m =m-m6M ( m   m ) RT.( p  p) V x4. Рассчитать плотность воздуха по формуле (9)  PMдля двух значений р.RT5. Найти относительную и абсолютную погрешности определения Vx из формулы V x Vx22222  V1   pинс   ринс   ( р1  р2 )ринс          .  V1   р1  р   р  р2   ( р1  р )( р  р2 ) 6. Найти относительную и абсолютную погрешности М из формулы22222 M   m   ринс   R   T   V x         M   m   m    р  р   R   T   V x2 .7.

Найти относительную и абсолютную погрешности ρ из формулы22222    р   M   R   T        .    р   M   R   T 8. Окончательные результаты измерений записать в видеVx  Vx  Vx , M  M  M ,1  1  1 (для p1),  2   2   2 (для p2).Т=…Контрольные вопросы1. При каких условиях уравнение Клапейрона-Менделеева применимо к воздуху?2. Написать формулу для расчёта молярной массы воздуха в данной работе.3.

Характеристики

Список файлов книги