SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM Z TERMODYNAMIKI
ĆWICZENIE NR 7
TEMAT: WYZNACZENIE ZALEŻNOŚĆI SIEPŁA PAROWANIA WODY OD TEMPERATURY r=f(Tn) W OBSZARZE NISKICH CIŚNIEŃ
GRUPA III:
Andrzej Gajewski
Andrzej Tichaczek
Paweł Delimat
Paweł Dudycz
1. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia było zmierzenie takich parametrów podczas przeprowadzanego ćwiczenia, które umożliwiły by sporządzenie wykresu zależności ciepła parowania wody od temperatury w obszarze niskich ciśnień. Do mierzonych parametrów należała temperatura, mierzona metodą pośrednią, to znaczy poprzez pomiar oporności termometrem platynowym, oraz pomiar ciśnienia poprzez pomiar różnicy poziomów zwierciadeł cieczy w u-rurce (cieczą manometryczną była rtęć).
WZORY WYKORZYSTANE DO OBLICZEŃ
ciepło parowania wody
lub
gdzie:
r0 - ciepło parowania wody w punkcie potrójnym
R - stała gazowa
wielkości potrzebne do sporządzenia wykresu *=f(*) dla określenia współczynnika b
3. SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO
gdzie:
G - grzałka
T - termometr
Przyżądy wykorzystane w pomiarach:
omomierz - type V553 zakres 1k*
woltomierz - typ PWP-1
amperomierz - typ PAP-2
4. TABELE POMIARÓW I WYNIKÓW
L.p. |
TEMPERATURA Tn[*C] |
CIŚNIENIE pn[Pa] |
* |
* |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
15,0000 |
53504,15 |
0 |
0,0000 |
2 |
15,0285 |
53770,98 |
-125 |
0,1237 |
3 |
15,0997 |
53904,40 |
-210 |
0,2047 |
4 |
15,1709 |
54037,82 |
-295 |
0,2849 |
5 |
15,2422 |
54171,23 |
-388 |
0,3644 |
6 |
15,3134 |
54571,48 |
-461 |
0,4431 |
7 |
15,3846 |
54838,31 |
-544 |
0,5210 |
8 |
15,4558 |
54971,73 |
-625 |
0,5981 |
9 |
15,5271 |
55105,14 |
-706 |
0,6747 |
10 |
15,5983 |
55371,98 |
-786 |
0,7504 |
11 |
15,6695 |
55638,81 |
-865 |
0,8254 |
12 |
15,7407 |
55905,64 |
-943 |
0,8998 |
13 |
15,8120 |
56172,47 |
-1024 |
0,9735 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
14 |
15,8832 |
56439,30 |
-1098 |
1,0464 |
15 |
15,9544 |
56706,14 |
-1175 |
1,1187 |
16 |
16,0256 |
57239,80 |
-1250 |
1,1903 |
17 |
16,0969 |
57506,63 |
-1325 |
1,2614 |
18 |
16,1681 |
58040,30 |
-1400 |
1,3321 |
19 |
16,2393 |
58307,13 |
-1473 |
1,4014 |
20 |
16,3105 |
58573,96 |
-1546 |
1,4704 |
21 |
16,3818 |
59107,62 |
-1619 |
1,5389 |
22 |
16,4530 |
59908,12 |
-1691 |
1,6068 |
23 |
16,5242 |
60441,78 |
-1762 |
1,6740 |
24 |
16,5954 |
60975,45 |
-1833 |
1,7406 |
25 |
16,6667 |
61509,11 |
-1903 |
1,8067 |
26 |
16,7379 |
62042,78 |
-1972 |
1,8723 |
27 |
16,8091 |
62843,27 |
-2035 |
1,9371 |
28 |
16,8803 |
63376,94 |
-2041 |
2,0014 |
29 |
16,9516 |
63910,60 |
-2177 |
2,0652 |
30 |
17,0228 |
64444,26 |
-2244 |
2,1284 |
31 |
17,0940 |
65511,59 |
-2310 |
2,1911 |
32 |
17,1652 |
66045,26 |
-2376 |
2,2532 |
33 |
17,2365 |
67112,58 |
-2442 |
2,3151 |
34 |
17,3077 |
67913,08 |
-2507 |
2,3760 |
35 |
17,3789 |
68713,58 |
-2571 |
2,4365 |
36 |
17,4501 |
70047,74 |
-2635 |
2,4966 |
37 |
17,5214 |
70848,23 |
-2698 |
2,5562 |
38 |
17,5926 |
71648,73 |
-2761 |
2,6152 |
39 |
17,6638 |
72982,89 |
-2823 |
2,6778 |
40 |
17,7350 |
74583,88 |
-2885 |
2,7318 |
41 |
17,8063 |
75651,21 |
-2946 |
2,7895 |
42 |
17,8775 |
76718,54 |
-3006 |
2,8466 |
43 |
17,9487 |
77785,86 |
-3067 |
2,9032 |
44 |
18,0199 |
78052,70 |
-3127 |
2,9594 |
6. WYKRESY
a) zależność pn=f(Tn)
wykres zależności *=f(*)
PRZYKŁADOWE OBLICZENIA
a) obliczanie ciśnienia pn
obliczenie * i *
wyznaczenie współczynnika b
gdzie:
a - współczynnik kierunkowy prostej z wykresu *=f(*)
R - stała gazowa wynosząca 8,3144
wyznaczenie ciepła parowania wody dla kilku przykładowych wartości przeprowadzonych pomiarów
dla pomiaru 8
dla pomiaru 22
dla pomiaru 37
dla pomiaru 44
gdzie:
r0 - ciepło parowania wody w punkcie potrójnym i wynosi 2260000 J/kg
Tn - temperatura zmierzona w trakcie pomiarów
b - współczynnik równy -8758,38
porównanie wyników pomiarów z danymi tablicowymi
Wyniki pomiarów |
Dane tablicowe |
||
dla Tn8=288,60 K |
r = 2 395 404,5 J/kg |
dla Tn8=288,60 K |
r ≈ 2 464 542 J/kg |
dla Tn22=289,60 K |
r =2 404 101,6 J/kg |
dla Tn22=289,60 K |
r ≈ 2 462 220 J/kg |
dla Tn37=290,67 K |
r = 2 413 459 J/kg |
dla Tn37=290,67 K |
r ≈ 2 459 652 J/kg |
dla Tn44=291,17 K |
r =2 417 825,1 J/kg |
dla Tn44=291,17 K |
r ≈ 2 458 453 J/kg |
WNIOSKI
W wyniku przeprowadzonego ćwiczenia zostały wyznaczone dwa wykresy pn=f(Tn), oraz η=f(ξ) dzięki którym możliwe było wyznaczenie współczynników równania opisującego zależność równania linii nasycenia w zależności od temperatury które wyraża się wzorem:
. W naszym przypadku współczynnik b wyliczony na podstawie przeprowadzonych obliczeń równy jest . Wartość ta pozwoliła na wyznaczenie ciepła parowania dal kilku temperatur i porównania jaj z wartościami zamieszczonymi w tablicach. Obliczone wartości odbiegały od wartości rzeczywistych średnio o około 42 800 J/kg czyli o około 43 kJ/kg.
pn [Pa]
Tn [*C]
*
*