Навчальний пристрій для вивчення адіабатичного процесу

Навчальний пристрій для вивчення адіабатичного процесу, який містить циліндричний корпус з 3 легкозаймистої рідини. Це наглядно демонструє процес адіабатичного стискання. Для обчислювання конкретних значень об'єму, тиску та температури підключають пристрій до персонального комп'ютера. Після запуску програми обробки даних на комп'ютері, різко вдаряють по рукоятці 5. Під час експерименту інформація з датчиків 6 і 7 поступає до блока обробки даних 8 і далі через інтерфейс 10 до персонального комп'ютера. На екрані комп'ютера відображаються швидкозмінні процеси залежності тиску, температури та об'єму від часу з фіксацією всіх параметрів та моменту появи спалаху. При чому, об'єм розраховується як лінійна функція від переміщення; значення параметрів тиску та температури розраховуються за рівнянням Вандер-Ваальса (Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики / Отв. ред. В.К. Тартаковский. - Киев: Наук, думка, 1989. - 864с. (с.170-173), виходячи з початкових умов та отриманих результатів: æ ö ç r + a ÷( V - b) = RT, 2 ÷ M ç VM ø è де р - тиск; V M × V - молярний об'єм газу; VM = = n m V - повний об'єм газу; n - кількість молей газу; М - молярна маса; m - маса газу; R - універсальна газова стала; Т - температура; 43099 4 а i b - константи Ван-дер-Ваальса, характерні для кожного газу; a - поправка до рівняння стану ідеального 2 VM газу, що враховує внутрішній тиск, обумовлений силами притягування між молекулами; b - поправка на власний об'єм молекул, обумовлена силами відштовхування. При цьому для демонстрування нагрівання повітря при його адіабатичному стисканні в рівнянні Ван-дер-Ваальса початкові умови і константи мають такі значення: початковий тискро - 101325Па; початкова температура То=291К; молярна маса М=28,98·10-3кг/моль; густина р=1,213кг/м3; a=0,126Па·м6/(моль)2; b=32,5·10-6м3/моль. При кожному експерименті графічні залежності параметрів заносяться до пам'яті комп'ютера, що дозволяє в подальшому проводити їх порівняльний аналіз для різних легкозаймистих рідин. Таким чином, суттєві ознаки, що відрізняють запропоноване рішення від прототипу, суттєво спрощують конструкцію пристрою для демонстрації, а при підключенні до комп'ютера, додатково розширюються дидактичні можливості як за рахунок демонстрування швидкозмінних процесів на екрані монітора з фіксацією всіх параметрів (тиск, температура, об'єм та спалах), так і за рахунок можливості подальшого порівняння цих параметрів для різних легкозаймистих рідин. 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 43099 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601