Прямые и косвенные измерения
ОТЧЕТ
По лабораторно-практической работе № 9.
Исследование процессов переноса в газах
Выполнил
Факультет КТИ
Группа № 5372
Преподаватель Мирошкина Т.Я..
| Оценка лабораторно-практического занятия | |||||
| Выполнение ИДЗ | Подготовка к лабораторной работе | Отчет по лабораторной работе | Коллоквиум | Комплексная оценка | |
“Выполнено” “____” ___________
Подпись преподавателя __________
Лабораторная работа 9
Исследование процессов переноса в газах
Цель работы: изучение явлений переноса в газе. Определение коэффициента диффузии, вязкости газа, длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул.
Приборы и принадлежности: прибор для измерения объемной скорости газа.
Описание установки:
Прибор для измерения объемной скорости течения газа (рис. 3.3) состоит из сосуда 1 с исследуемым газом и сосуда 2, заполненного водой и присоединенного к сосуду 1 гибкой трубкой. Давление в сосуде 1 регулируется перемещением по вертикали открытого сосуда 2 и измеряется U-образным манометром 3 (1 мм вод. ст. » 10 Па). Сосуд 1 сообщается с атмосферой через кран 4 и узкую трубку 5. Положение уровня жидкости и изменение объема газа в сосуде 1 определяются по шкале 6 (1 деление соответствует 5 см3).
К явлениям переноса относят диффузию, внутреннее трение (вязкость), теплопроводность. В данной работе исследуются первые два явления.
Основные расчетные формулы.
1. 
-Формула для определения коэффициента вязкости.
Где 
- коэффициента вязкости; 
-радиус капилляра; 
-разность давлений в сосуде №3; 
-время течения газа в сосуде; 
-объем протекающего газа(воздуха.)
2. 
= DV / (Dt p a2). Где - средняя по сечению скорость течения газа; Dt-время течения газа в сосуде; -радиус капилляра.
3. 
= (8RT / pm)1/2 Где - средняя скорость теплового движения молекул; R = 8,31 (Дж/К×моль) - универсальная газовая постоянная; T -температура газа; m - молярная масса газа (молярная масса воздуха m = 29 10-3 кг/моль.)
4. 
Где 
- средняя длина свободного пробега; d - газокинетический диаметр молекул; n – концентрация молекул газа.
5. 
h = D r. Где D -коэффициент диффузии; r - плотность газа.
6. 
-число Рейнольдса.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Прямые и косвенные измерения
51.5-45.7=5.8 
52-46.2=5.8
52.5-46.5=6
51.3-45.8=5.5
51.7-45.9=5.8
Где 1 = 
1. Проверка на промахи:
| 
|/ 
для N=5 и P=95% 
=0.64
= 
495-487=8; (495-492)/8=0.375<0.64; (488-487)/8=0.125<0.64
| 
|/ 
; 
= 
6-5.5=0.5; (6-5.8)/0.5=0.4<0.64;
(5.8-5.5)/0.5=0.6<0.64
| 
|/ 
; 
= 
2.931-2.88=0.051;(2.931-2.912)/0.051=0.3725<0.64;
(2.896-2.889)/0.051=0.137<0.64.
T.е. промахов в выборке нет.
2. Расчет среднего:
490.4 Па
5.78 = 
2.9016 c.
3. Среднеквадратичное отклонение среднего арифметического:
1.435 Па
.
0.0009 c.
4.Расчет случайной погрешности по размаху выборки:
=8; для N=5 и P=95% 
=0.51 
= *R=4.08Па.
=0.5; для N=5 и P=95% =0.51 
= *R=0.255 .
=0.051; для N=5 и P=95% =0.51 
= *R=0.02601 c.
5. Приборная погрешность:
=0.5Па 
6. Расчет полной погрешности:
1.435+0.5=1.935. Округленное значение 
2Па.
Отсюда следует, что значение должно быть округлено до целых.
0.08+0.025=0.105. Округленное значение 
0.1 .
Отсюда следует, что значение должно быть округлено до десятых.
0.0009+0.0005=0.0014.Округленное значение 
0.001 c.
Отсюда следует, что значение должно быть округлено до тысячных.
7. Результат в округленной форме:
С вероятностью P=95%.
8. Определения коэффициента вязкости :
= 
9. Полная погрешность:
Погрешность в округленной форме:
отсюда следует, что среднее значение должно быть округлено до сотых.
Округленный результат:h =< h> ± Dh=6.87±0.28 
2.Расчет коэффициента диффузии:
(5.33±0.22) 
Округленный результат: 
3.а) Расчет средней длины свободного пробега:
(8RT / pm)1/2
б) Расчет газокинетического диаметра молекул:
p=nkT
0.51нм.