Жұмысты орындау тәртібі және тәжірибелік нәтижелерді өңдеу

Тәжірибеде тұрақты бірдей температурада, ауаның әртүрлі қатарлы тепе-теңдік күйлеріне сәйкес қысымдардың және көлемдердің өзгеруін анықтау.

Тәжірибе жүргізер алдында бөлмедегі ауа температурасын Т_орт сынаптық термометр бойынша өлшеп алу керек. Содан кейін, кран (3) ашық кезде манометрдің (7) немесе барометрдің көрсетуі бойынша алғашқы тепе-теңдік күйіндегі қысымын Р₁ (Р_бар) және көлемді V₁ межеліктік (шкаладағы 4) бірліктік көрсеткіш бойынша (см³) жазу керек. Одан кейін, оқытушының нұсқаған шамаларына сәйкес, вакуумдық сорғы (1) арқылы бюреткедегі(6) ауаның артық қысымы Р_2орт мен көлемін V₂ аралық «1» және «2» тепе-теңдік күйлерде өзгертіп, 5-6 рет тәжірибе өткізу керек. Әрдайым жоғарғыда келтірілген нұсқау бойынша өзгерген артық қысымды манометр (7 ) арқылы, ал бюреткедегі (6) көлемді межілі (шкала 4) арқылы өлшеп, тәжірибе 2.1 – кестесіне еңгізіп отыру керек. Атап өтетін жай, ауа сығылғанда ондағы температура біраз жоғарлайды. Сондықтан әрбір қысымның өзгеруінен кейін ауаның температурасы қайтадан ыдыстағы 5 температураға тең болу үшін 1-2 минут күту керек. Бұл кезде әдетте қысым мен көлем аз өзгереді. Сондықтан, қысым мен көлемнің мәндерін тұрақты болғанда өлшеу керек.

Жұмыстық дененің алғашқы «1» күйіндегі абсолюттік қысым- барометрлік Р_{бар(атм)} қысымға тең болады, ал басқа күйлеріндегі қысым Р_і :

Р_і= Р_{бар(атм)}+ Р_арт.і, Па ; (2.13)

Мұндағы

Р_арт.і – әрбір тәжірибедегі манометр көрсеткен ауаның артық қысымы, ; Па

Р_.і.(абс) – жұмыстық дененің әртүрлі тепе-теңдік күйлеріндегі абсолюттік қысым, Па.

Р_{бар(атм)} – барометрлік қысым, Па.

Техникалық термодинамикада жұмыстық дененің күй параметрі, тек абсолюттік қысым болып есептеледі. (2.13) теңдеуіндігі барометр мен манометрдің өлшеу бірліктері тең болмаса, оларды Па-ға (Б қосымшасы бойынша) ауыстыру керек.

Өлшенілген нәтижелерді 2.1-кестесіне толтырып, Р, V – диаграм-масында көрсету керек. Осы мәндер мен (2.2) формуласымен немесе 2.2-кестесі бойынша есептелінген (теориялық) изотермаларды тұрғызу керек. Изотермалардың екеуі де бір нүктеден (алғашқы есептелінген нүктеден 1) Р₁ және V₁ параметрлерінен басталуы керек. Изотерма (2.2) формуласы бойынша тұрғызылады. Бұл кезде көлемнің V мәнін бере отырып, соған сәйкес, оның қысымын Р анықтайды.

Тәжірибенің қатесі, осы екі изотерманың бір-бірінен өзара өте алшақ орналасқан қисық сызықтарынан анықталады:

. (2.14)

δ Р_тәж-дың шамасын приборлық қателікпен салыстыру керек:

. (2.15)

мұндағы δ Р_қат – приборлық салыстырмалы қателік;

δ Р_кл - прибордың (манометрдің) дәлдік классы;

Р_изб.м – манометрмен өлшенген максимальдық артық қысым;

Р_1(бар) – барометр бойынша алғашқы барометрлік қысым.

Егерде δ Р_тәж, δ – дан аз немесе тең болса, онда тәжірибе жеткілікті дәлдікпен орындалған; ал егер δ Р_тәж, δ – дан көп болса, онда тәжірибелік қатені тауып, тәжірибені қайта өткізу керек. Ары қарай, тәжірибелік изотермалық қисықты немесе 2.1 – кестені пайдалана отырып, (2.3) немесе (2.4) қатынастары бойынша жұмыстық дененің изотермалық сығылудағы тәжірибелік жұмысы мен тәжірибедегі дененің энтропиясының өзгеруін (2.7) немесе (2.9) формуласымен анықтау керек.

Изотермалық процесте жұмысты және энтропияның өзгеруін есептегенде, максимальды салыстырмалы қателіктер былай анықталады: : (2.16)

*100% (2.17)

мұндағы

∆V – ауаның көлемін өлшегендегі абсолюттік қателік, ол өлшем (шкала) 4 бөлігінің жартысына тең;

∆Т – ауаның температурасын өлшегендегі абсолюттік қателік, ∆Т=1К немесе сынаптың термометрлік шкаласының жартысына тең;

∆Р_қат – қысымның абсолюттік қателігі (прибордың дәлдік класымен анықталады).

Ары қарай (2.3) немесе (2.4) формулаларымен жүйенің сығылудағы есептеу жұмысын анықтау керек. Сондай-ақ, тәжірибелік және есептелінген (қисық сызық бойынша) сығылу жұмыстары арасындағы шамалардың салыстырмалы айырмашылықтарын мына формуламен есептеу керек.

. (2.18)

Анықталған (2.18) бойынша салыстырмалы шаманың айырмашылығын (2.16) формуламен есептелген максимальдық салыстырмалы қателікпен салыстыру керек.

Содан кейін, процесте берілген өзара екі күйдің тәжірибелік политроптық көрсеткішін п (2.12) формуламен есептеп оның орта арифметикалық п_орта мәнін табу керек.

2.1 кесте

Тәжірибелік берілгендер

Р_{бар(атм)} =......, Па; Т =......., К.

Тәжірибе нөмірі	Қысым	Көлем
Р1арт	Р1(абс)	Р2арт	Р2(абс)	V1	V2
кгс/см2	Па	Па	кгс/см2	Па	Па	см3	м3	см3	м3

Есептелінген нәтижелер, 2.2 кестесіне кіргізіледі.

2.2 кесте

Есептелген нәтижелер

Есептеу нөмірі	Қысым	Көлем	Жұмыс	Энтропияның өзгеруі	Политроптық көрсеткіш
, Па	, Па	V1тәж, м3	V2тәж, м3	Lтәж, Дж	Lесеп , Дж	∆Sтәж, Дж/К	птәж

Әдебиеттер: 1[48-53бет], 3[25-28бет], 5,6[25-30бет], 10[33-36, 66-66 беттер].