9.1. Notiuni generale

Principiul de determinare a exponentului adiabatic consta din realizarea unei succesiuni de transformari reversibile a unui gaz , stabilindu-se parametrii de stare in diferite stari de echilibru termodinamic. In cazul gazelor perfecte la care c_p si c_v nu depind de temperatura, exponentul adiabatic k are o valoare unica pentru un anumit gaz. In cazul gazelor reale caldurile specifice variind cu temperatura si presiunea, rezulta ca si exponentul adiabatic va fi functie de acesti parametri .

In cadrul prezentei lucrari agentul termodinamic este supus, mai intii, la o destindere adiabata (1-2) si apoi la o incalzire la volum constant (2-3), pana la temperatura initiala (fig.9.1).

Masurand parametrii de stare p si T in cele trei puncte ale transformarilor, se poate scrie:

p₁V^k₁ = p₂ V^k₂ (9.1)

p₁ V₁ = p₃ V₃ . (9.2)

Din relatiile (9.1) si (9.2) se obtine :

. (9.3)

9.2. Instalatia experimentala si mersul lucrarii

Cu ajutorul instalatiei experimentale prezentate in figura 9.2 se recurge la urmatorul mod de lucru pentru determinarea exponentului adiabatic al aerului, la starea mediului ambiant. Se verifica mai intai etanseitatile dispozitivului de masurare, facandu-se in incinta cu ajutorul ejectorului un vid partial, observabil prin denivelarea lichidului manometrului 4 cu h > 200 mm. Daca dupa inchiderea robinetului 6, indicatia manometrului ramane constanta, inseamna ca dispozitivul de masurare este etans. Se aduce apoi incinta la starea ambianta deschizind robinetele 5 si 6 si se asteapta realizarea echilibrului termodinamic: T₁=T_o; h₁ = 0; p₁ = p_b. Se noteaza valorile T₁ si p_b.

Pentru destinderea adiabatica (1-2) se inchid robinetele 5 si 6, se alimenteaza cu aer comprimat ejectorul si cand functionarea lui s-a stabilizat se deschide cca 20-30 secunde robinetul 6, apoi se inchid brusc. Dupa realizarea echilibrului termodinamic se citeste indicatia manometrului 4. Deci p₂ = p_b - r _H2O ^. g ^. h₂ , in N / m² , unde h₂ este denivelarea lichidului manometrului 4, cum rezulta din desen.

In continuare se efectueaza incalzirea la volum constant a aerului ramas in recipientul 1, prin transfer de caldura de la mediul ambiant, prin indepartarea izolatiei termice. In acest timp robinetele 5 si 6 sunt inchise. In momentul in care termometrul 3 indica T₃ = T₁ se citeste la manometrul 4 indicatia acestuia. Deci p₃ = p_b - r _H2O ^. g ^. h₃ , in N / m², unde h₃ reprezinta denivelarea lichidului manometrului 4, la momentul respectiv.

9.3.Prelucrarea si interpretarea rezultatelor

Inlocuind valorile obtinute la masuratori, in relatia (9.3) se obtine:

; (9.4)

Tinand cont de dezvoltarea in serie a functiei logaritmice se obtine :

(9.5)

Repetand experimentul de n ori , se va calcula o valoare medie a exponentului adiabatic:

(9.6)

Valorile obtinute din masuratori si calcule se trec in tabelul 9.1 si se compara cu cele din tabelul 9.2.

Tabelul 9.1 Valori masurate si calculate.

Tabelul 9.2 Exponentul adiabatic k = k ( t,p ) pentru aer,