3-4- tajriba ishi. Havoning issiqlik sig'imini aniqlash. Ishning maqsadi

3-4- TAJRIBA ISHI.
HAVONING ISSIQLIK SIG'IMINI ANIQLASH.

Ishning maqsadi: Havoning izobarik issiqlik sig'imini aniqlash bo’yicha talabalar malakasini oshirish.
2.1.Nazariy ma'lumotlar.

Termodinamikaning differensial tenglamalari moddalarning kalorik, ya'ni issiqlik xolati (i, u, c_p, c_v) xususiyatlarini termodinamik parametrlar va moddalarning asosiy termodinamik xossalari termik kengayuvchanlik lari orqali ifodalash imkonini beradi.

Shunday qilib, real gazlarning kalorik xususiyatlarini to’g’ridan to’g’ri eksperimental aniqlash shart emas, chunki o’lchashlar anchagina xatoliklar bilan bog’liq. Asosiy differensial tenglamalar quyidagi ko’rinishga ega:

Entalpiya uchun

Issiqlik sig’imlari uchun

Shunday qilib, masalan, (2) tenglamada real gazning issiqlik sig’imi S_r qiymatni berilgan xaroratda va termik kengayuvchanlikni eksperimental qiymatlari berilgan bo’lsa S_r ni quyidagi formuladan aniqlash mumkin:

(1) va (3) tenglamalardan amaliy hisoblar uchun foydalanish mumkin, moddalarning asosiy termodinamik xossalarini eksperimental yo’l bilan yoki ularning xolatlarini xisoblash mumkin bo’lgan tenglamalar orqali aniqlash mumkin. Real gazlarning eng sodda xolat tenglamasi bo’lib, Van – der Vals tenglamasi xisoblanadi:

Tenglama (5) molekulalarni oxirgi xajmini xisobga oluvchi tuzatma b ni va ularning o’zaro tortishish kuchlarini o’ziga oluvchi bosim a/v 2 tuzatmasini nazarda to’tadi. Alohida moddalar uchun doimiylar a va b ni kritik parametrlar orqali aniqlanishi mumkin.

Kritik bosim R_kr va kritik xarorat T_kr orqali quyidagi formulalar orqali aniqlanadi:

Gaz doimiysini esa quyidagi tenglamadan aniqlanadi.

Van–der–Vaals tenglamasining aniqligi yuqori emas, shuning uchun xozirgi paytda gazlar holat tenglamasining nazariy asoslangan virial ko’rinishidagi zichlik  darajalari bo’yicha siqiluvchanlik koeffisienti Z qatoriga yoyilgan yagona holat tenglamasidan ham foydalaniladi.

Bunda: - ikkinchi, uchinchi, turtinchi va x.k. deb ataluvchi virial koeffisientlar.

Tenglamadagi xar bir virial koeffisientlarni gazning molekulyar xususiyatlari asosida aniqroq asoslash mumkin.

Ikkinchi virial koeffisient V ikki molekulaning o’zaro ta'siri natijasida ideal gazning xolat tenglamasidan ogishni xisobga oladi, uchinchi koeffisient esa uchta molekulani o’zaro ta'sirini hisobga oladi, va x.k.

Shunday qilib, virial xolat makroskopik eksperiment natijalarini tenglamasi molekulalarning o’zaro ta'siri nuqtai – nazaridan tushuntirib beradi. Real moddalarning termodinamik xossalarini o’rganishning eksperimental usullari holat tenglamasining virial koeffisientlarini aniqlashga va o’rganilayotgan moddaning termodinamik xususiyatlarini hisoblashda keltiriladi. Virial koeffisientlarni tajribada aniqlash uchun bosim p, harorat t va solishtirma xajmni v o’lchash lozim bo’ladi.

Entalpiya va issiqlik sig’imi tajribada kalorimetr bilan aniqlanadi. O’rganilayotgan modda miqdori oldindan ma'lum kalorimetrik idishga joylashtiriladi. Bug’ va gazlarning issiqlik sig’imini aniqlash paytida oqizuvchi kalorimetrlardan foydalaniladi, chunki kalorimetr detallarini qizitishga sarflanayotgan Issiqlikni va issiqlik yo’qotishlarini moddaning kalorimetr orqali o’tayotgan miqdorini oshirish hisobiga anchagina kamaytirish mumkin.

Issiqlik sig’imini quyidagi ifodadan aniqlash mumkin:

Bunda Q–moddaga vaqt birligi ichida berilayotgan issiqlik, J/s miqdori; M–moddaning massaviy sarfi (kg/sek); t₁, t₂ – tajribaning boshlang’ich va oxirgi xarorati S.