Описание установки. Определение изменения энтропии при изохорном

Выполнение работы

Процессе

Определение изменения энтропии при изохорном

1. Цель работы: определить изменение энтропии при изохорных процессах охлаждения и нагревания воздуха.

2. Оборудование: экспериментальная установка, секундомер.

3. Подготовка к работе: а) изучить необходимые теоретические положения по учебникам: [1] §§ 57–58; [2] 11.3–11.6; [3] §§ 81–84; б) ответить на вопросы для самоподготовки 27–32; в) уметь пользоваться измерительными приборами.

Для выполнения работы необходимо знать: а) определение и уравнения четырех процессов в идеальных газах (изотермического, изобарного, изохорного, адиабатного), их графическое представление в координатах р – V, Т – S; б) первое и второе начало термодинамики; в) понятие энтропии, ее статистический смысл; г) изменение энтропии в адиабатно замкнутых и открытых системах при равновесных и неравновесных процессах; д) метод расчета изменения энтропии при изохорном нагревании и изохорном охлаждении воздуха; е) методику проведения измерений.

Рис. 1. Экспериментальная установка: 1 – сосуд c воздухом; 2 – жидкостный манометр; 3 – кран

Установка (рис. 1) для экспериментального определения изменения энтропии состоит из сосуда 1 большой емкости, заполненного воздухом, и жидкостного (водяного) манометра 2. Кран 3 соединяет сосуд с атмосферой. Если кран закрыт, то накачивание воздуха в сосуд при помощи насоса 4 приводит к повышению в сосуде давления. Этот процесс можно совершать медленно (изотермически) или быстро (адиабатно). Увеличение давления в сосуде по сравнению с атмосферным определяется разностью уровней жидкости в манометре.

Сжатие воздуха сопровождается повышением температуры по сравнению с комнатной. После прекращения накачивания воздуха в сосуд в нем будет протекать изохорный процесс охлаждения с понижением температуры. При соединении сосуда с атмосферой накачанный воздух быстро выходит (адиабатный процесс), внутренняя энергия уменьшается, следовательно, воздух в сосуде охлаждается до температуры, ниже комнатной. После закрытия крана воздух в сосуде изохорно нагревается до комнатной температуры.

Дата добавления: 2014-11-07