Laboratorium z termodynamiki technicznej

Opis

W podręczniku przedstawiono podstawowe pomiary termodynamiczne związane z poszczególnymi ćwiczeniami laboratoryjnymi. Każdy z rozdziałów rozpoczyna się od opisu celu ćwiczenia, następnie omawiane są zagadnienia teoretyczne (przybliżenie zjawisk fizycznych i zasad działania używanych przyrządów pomiarowych). Kolejno opisano metody pomiarowe i aparaturę, z której korzysta się w trakcie laboratoriów. Informacje te pozwalają na wnikliwą ocenę uzyskanych wyników pomiarowych. Na końcu każdego rozdziału omówiono stanowisko pomiarowe i przebieg pomiaru. Podano przykład sprawozdania, jakie wykonują studenci po każdym ćwiczeniu laboratoryjnym.

Spis treści

Wykaz wybranych symboli, indeksów, skrótów i wzorów chemicznych / 9
Symbole / 9
Indeksy / 11
Skróty / 12
Wzory chemiczne / 12
Wstęp / 15

1. Pomiar temperatury / 17
1.1. Cel ćwiczenia / 17
1.2. Wprowadzenie teoretyczne / 17
1.3. Termometry / 20
1.3.1. Termometry rozszerzalnościowe / 20
1.3.2. Termometry metalowe / 22
1.3.3. Termometry oporowe / 24
1.3.4. Termometry termoelektryczne / 30
1.3.5. Pirometry optyczne / 37
1.4. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 44
1.4.1. Opis stanowiska pomiarowego / 44
1.4.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów / 46
1.5. Formatka sprawozdania / 48

2. Pomiar ciśnienia / 51
2.1. Cel ćwiczenia / 50
2.3. Przyrządy do pomiaru ciśnienia / 55
2.3.1. Ciecze manometryczne / 55
2.3.2. Barometry / 56
2.3.3. Próżniomierze / 58
2.3.4. Manometr cieczowy dwuramienny / 60
2.3.5. Mikromanometr / 61
2.3.6. Manometry sprężynowe / 64
2.3.7. Manometry elektryczne (piezorezystancyjne) / 66
2.4. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 70
2.4.1. Opis stanowiska pomiarowego / 70
2.4.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów / 73
2.5. Formatka sprawozdania / 74

3. Pomiar wilgotności powietrza / 77
3.1. Cel ćwiczenia / 77
3.2. Wprowadzenie teoretyczne / 77
3.3. Metody pomiaru wilgotności powietrza / 79
3.3.1. Metoda wagowa (grawimetryczna) / 79
3.3.2. Metoda zmiany wymiaru liniowego / 82
3.3.3. Metoda zmiany przewodności cieplnej / 83
3.3.4. Metoda kondensacyjna (punktu rosy) / 84
3.3.5. Metoda psychrometryczna / 86
3.4. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 97
3.4.1. Opis stanowiska pomiarowego / 97
3.4.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów / 98
3.5. Formatka sprawozdania / 99

4. Bilans energii – I zasada termodynamiki / 101
4.1. Cel ćwiczenia / 101
4.2. Wprowadzenie teoretyczne / 101
4.3. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 106
4.3.1. Opis stanowiska pomiarowego / 106
4.3.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów / 109
4.4. Formatka sprawozdania / 111

5. Model gazu doskonałego / 113
5.1. Cel ćwiczenia / 113
5.2. Wprowadzenie teoretyczne / 113
5.3. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 117
5.3.1. Opis stanowiska pomiarowego / 117
5.3.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów i obliczenia / 119

6. Oznaczenie wilgoci, części lotnych i popiołu paliw stałych / 127
6.1. Cel ćwiczenia / 127
6.2. Wprowadzenie teoretyczne / 127
6.3. Metody badawcze / 131
6.3.1. Metoda oznaczenia wilgoci / 131
6.3.2. Metoda oznaczenia popiołu / 133
6.3.3. Metoda oznaczenia części lotnych / 134
6.4. Formatka sprawozdania / 135

7. Wyznaczenie ciepła spalania i wartości opałowej paliw stałych / 137
7.1. Cel ćwiczenia / 137
7.2. Wprowadzenie teoretyczne / 137
7.3. Metoda badawcza / 139
7.4. Obliczenia ciepła spalania i wartości opałowej / 142
7.5. Formatka sprawozdania / 145

8. Wyznaczenie ciepła spalania i wartości opałowej gazu ziemnego / 147
8.1. Cel ćwiczenia / 147
8.2. Wprowadzenie teoretyczne / 147
8.3. Metoda badawcza / 150
8.4. Obliczenia ciepła spalania i wartości opałowej / 151
8.5. Formatka sprawozdania / 153

9. Wyznaczenie ciepła spalania paliw ciekłych / 155
9.1. Cel ćwiczenia / 155
9.2. Wprowadzenie teoretyczne / 155
9.3. Metoda badawcza / 158
9.4. Obliczenia ciepła spalania / 161
9.5. Formatka sprawozdania / 163

10. Wyznaczenie linii wrzenia wody / 165
10.1. Cel ćwiczenia / 165
10.2. Wprowadzenie teoretyczne / 165
10.3. Realizacja pomiarów laboratoryjnych / 167
10.3.1. Opis stanowiska pomiarowego / 167
10.3.2. Procedura przeprowadzenia pomiarów / 169
10.4. Formatka sprawozdania / 171

Literatura / 173
Załączniki / 175
Załącznik 1. Karta zaliczenia laboratorium / 175
Załącznik 2. Wyposażenie i aparatura stosowane w trakcie badań / 176
Załącznik 3. Jednostki układu SI / 177
Załącznik 4. Przedrostki i oznaczenia do tworzenia jednostek wielokrotnych / 178
Załącznik 5. Gęstość wybranych cieczy w zależności od temperatury / 179
Załącznik 6. Własności fizyczne wybranych gazów / 180
Załącznik 7. Parametry techniczne wybranych paliw / 181