2018-02-14
576
ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА АДІАБАТИ „К” ДЛЯ ПОВІТРЯ
У термодинаміці при розрахунках широко використовується коефіцієнт адіабати К, який являє собою відношення теплоємностей за постійного тиску Ср і постійного об’єму Сv:
К = Ср/Сv.
Для кожної групи газів величина К має певне числове значення: для одноатомних газів К = 1,6; для двоатомних (і повітря) – 1,4; для багатоатомних – 1,3. Для реальних газів коефіцієнт К є величина змінна, яка зменшується з підвищенням температури.
Величину відношення теплоємностей К газів в області не дуже низьких температур, коли вони можуть з високим ступенем точності задовольняти рівнянню стану ідеального газу P u = RT, визначають за допомогою установки (рис. 3.1), яка складається з герметично закритого балона 1 місткістю 60 л. Стиснуте у повітродувці повітря подається в балон через кран 2. На верхній кришці балона встановлений кран 3, який служить для випуску повітря в атмосферу. Тиск у балоні вимірюють U-образним манометром 4.
Процеси, що відбуваються в установці, зображені на рис. 3.2. Стан газу, що надійшов у балон, характеризується точкою 0. У результаті теплообміну з навколишнім середовищем за постійного об’єму (лінія 0 – 1) температура повітря знижується до Тср.. У результаті адіабатичного витікання повітря (лінія 1 – 2) його температура знижується до Тдійсн, а потім за V = const нагрівається до Тср (лінія 2 – 3).
|
|
|
Рис. 3.1. Схема установки з визначення показника адіабати K
Рис. 3.2. Процеси, які відбуваються в установці:
а – в P – V координатах; б – в T – S координатах
Відношення питомих об’ємів 
можна показати через відношення тисків 
, тобто, 
. Оскільки питомі об’єми 
, то 
. З рівняння адіабати PVk = const знайдемо співвідношення:
.
Прологарифмувавши цей вираз, одержимо:
.
Звідки
.
Вимір питомих об’ємів дуже складний, тому відношення 
виражаємо через відповідне відношення тисків 
. Формула для експериментального визначення К буде мати вигляд:
.
Таким чином, при визначенні К дослідним шляхом, величинами, що вимірюються, є тільки тиски.
