实验设计
工程、实验验证的分析或计算结果是极其重要的。为此,有必要设计实验。实验只能为那些我们可以测量的参数设计。正如之前所讨论的,可测量的参数在热力学是p, T, V, cp,简历,和kt。因此,设计实验只能涉及这些参数。
作为这一重要问题的一个例子,考虑的克劳修斯方程f dL) = 12我的t - s图,考虑到这是ob -
(dT)饱和度(T (V2 - V1)
vious,热转移= = 12 T (s2 - st)。从吉布斯方程焓,{dh = Tds + vdp},既然在饱和压力和温度是常数,然后{dh = Tds}给\ (h2 - h1) = T (s2 - s1)]。替换,我^ P。^ = J (h_h)我,2指的是饱和蒸汽
(dT)饱和度(T (V2 - V1) J
状态,g, 1饱和液态,f。因此,克劳修斯方程是——(dT
克拉珀龙方程修改通过某些假设。第一个假设是,vg > > vf以来接受一个蒸汽比容比液体具体体积更大的数字,我们可以看到在蒸汽表、Qengel起和树干(2008)。第二个假设是,理想气体的水蒸气,即。v s v = | | l T j,替换,
克劳修斯方程(dp / dT
收集同类项,这个方程减少dT
“成品
考虑到h是一个常数,一个假设需要验证实验的设计,集成和简化,克劳修斯——克拉珀龙方程方程是获得d (ln p)
只有有效的如果v > > vf和理想气体常数ht•所有这三个假设之前必须满足实验的结果可以有任何意义。因此在实验的设计,我们必须非常仔细地考虑这些事实。
在设计一个实验,第一个假设克劳修斯——克拉珀龙方程满足一个看着蒸汽表时,起Qengel和树干(2008),比较具体体积的数值作为蒸汽和液体。第二个假设,理想气体,需要更多的讨论。当我们看物质的压缩系数图,我们可以看到,所有物质的压缩方法统一,这意味着他们的方法理想气体的特点,物质的减压趋于零,
1作为preduced
这个结果表明实验
Pcritical必须发生在较低的实际压力,即。,低于大气,因为蒸汽的临界压力为22.09 MPa,以确保我们正在接近零的减压保证理想气体的情况。最后,常数ht假设要求测量必须发生在一个压力增量高于和低于饱和压力增量在调查之中。通过这种增量小而分裂为尽可能多的精确测量,所需要做的就是情节(ln p)和11倍
使用绝对温度。
直线的斜率是负的,因为克劳修斯——克拉珀龙方程需要,将价值ht一旦使用水的分子质量。也可以使用其他液体在这个实验中,唯一的要求是确保Z ^ 1
Preduced
。0的液体。
Pcritical
音速或焦耳-汤姆逊系数类似的实验可以设计,构建,和实验结果可以一旦他们获得可衡量的形式导出,如上了。这种方法有利于任何数量的一个实验设计;要记住的一件重要事情是的假设下得到的结果。如果任何一个不满足的假设,然后实验将不会产生预期的结果。
当然,这并非不同于任何科学/工程分析或实验。获得的结果只是一样好做出的假设和结果只是有效的在这些假设。这可能听起来微不足道,但我们将证明它是错误的安静通常由研究人员和/或教科书的作者。
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