Уравнения (2.1) и (2.4) называются уравнениями Менделеева - Кла-

пейрона.

В данной работе эксперименты проводятся с разреженным газом, для которого с достаточной для технических расчетов точностью применимо уравнение состояния идеальных газов. В качестве испытуемого тела используется атмосферный воздух. Однако воздух представляет собой смесь газов определенного химического состава. В состав воздуха входят такие газы: кислород, азот, углекислый газ, инертные газы. Состав воздуха задается процентным содержанием каждого газа в единице объема. Поэтому при выполнении расчетов в данной работе необходимо использовать уравнение состояния для смеси идеальных газов, которое записывается в следующем виде:

                                                                                      (2.5.)

В уравнении (2.5.)  - общее давление смеси, Па, а - парциальные давления газов, составляющих смесь,  - общий объем смеси, а  - объем, занимаемый каждым газом, входящим всмесь. Состав смеси может задаваться объемными долями газов в смеси . Газовая постоянная для смеси газов вычисляется по формуле:

                                                                       (2.6.)

где  кажущаяся молекулярная масса для смеси газов,   - молекулярные массы отдельных газов, кг/кмоль.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, схема которой представлена на рис. 7.

 

Рис. 7.

Лабораторная установка состоит из следующих агрегатов и приборов: 1 - вакуумный сушильный шкаф, 2 - образцовый вакуумметр, 3 - одноходовой запорный кран, 4.- трехходовой кран, 5 - вакуумный насос, 6 - запорный кран, 7 - термометр, 8 - включатель нагревателя, 9 - регулятор интенсивности нагрева, 10,11 - индикаторные лампочка.

2. Ознакомиться со шкалами вакуумметра и термометра. Установить краны 3, 4 и 5 в положение для откачки воздуха из сушильного шкафа и включить вакуумный насос. Произвести откачку воздуха из сушильного шкафа до давления 0,4:..0,5 кг/см². Закрыть кран 3 и отключить вакуумный насос. Записать значения параметров газа в сушильном шкафу P_вак и t_шк для первого опыта.

3. Включить вакуумный насос и открыть кран 3 для откачки воздуха. Одновременно включить секундомер. Произвести откачку воздуха из сушильного шкафа до давления 0, 7...0,8 кг/см². Закрыть кран 3 и в этот момент остановить секундомер. Записать значения параметров воздуха в сушильном шкафу р_вак, t_шк и время откачки t вo втором опыте. Выключить вакуумный насос.

4. Закрыть запорный кран 6 и включить нагреватель переключателем 8 (положение 3). Произвести нагрев воздуха в шкафу до температуры 70...80 кг/см². В процессе нагрева, начиная с температуры 40 ⁰С, записывать показания термометра и вакуумметра с интервалом 10 °С. После достижения заданной температуры отключить нагреватель и дождаться термостатирования температуры. Произвести измерения температуры и давления в сушильном шкафу в третьем опыте. При измерении давления, использовать образцовый вакуумметр, предварительно открыв кран 6.

Таблица 2.