آزمایشگاه ترمو دینامیک

آزمایشگاه ترمودینامیک
 

اساتید مربوطه: دکتر محمد رضا نگهداری
کارشناس مربوطه:  مهندس علی نیکمنش

نوع آزمایشگاه: آموزشی


الف)   معرفی کلی آزمایشگاه

 

ترمودینامیک شاخه ای از فیزیک است که به روابط بین گرما و سایر اشکال انرژی می پردازد. به بیان دیگر، این علم چگونگی تبدیل انرژی گرمایی به سایر اشکال انرژی و چگونگی تأثیر آن بر مواد مختلف را توضیح می دهد. اصول اساسی ترمودینامیک تا به حال توسط چهار قانون بیان شده است. این قوانین از واحدهای اصلی فیزیک، (مانند فشار، انرژی و آنتروپی) برای توصیف سیستم‌های‌ترمودینامیکی در یک تعادل‌گرمائی استفاده می‌کند. قانون صفرم ترموديناميك بيان مي‌كند كه اگر دو سيستم با سيستم سومي در حال تعادل گرمايي باشند، با يكديگر در حال تعادلند. قانون اول ترموديناميك كه به عنوان قانون بقاي كار و انرژي نيز شناخته مي‌شود، مي‌گويد كه حالت تعادل ماكروسكوپي يك سيستم با كميتي به نام انرژي دروني (U) بيان مي‌شود. طبق قانون دوم ساخت يك موتور گرمايي سيكلي که با انجام كار مساوي با گرماي چذب شده تأثير ديگري بر محيط نداشته باشد، غير ممكن است. بعبارت دیگر ساخت ماشين گرمايي با بازدهي ۱۰۰ درصد غيرممكن است. طبق قانون سوم ترموديناميك هنگامي كه انرژي يك سيستم به حداقل مقدار خود ميل مي‌كند، انتروپي سيستم به مقدار قابل چشم‌پوشي مي‌رسد. لذا در این آزمایشگاه این قوانین به صورت عملی بررسی می شوند.

 

ب) آزمایشهای ارائه شده همراه با تجهیزات مربوطه


1-    آزمایش پمپ حرارتی
 بررسی عملکرد پمپ حرارتی توسط این دستگاه انجام می گیرد. این دستگاه عکس یخچال است. همچنین این دستگاه مجهز به کامپیوتر جهت ثبت داده ها می باشد.

 

2-    قانون بویل (pv=cte)
قانون بویل که آن را به عنوان قانون بویل-ماریوت نیز می‌شناسند، یک قانون آزمایشگاهی است که بیان می‌کند چگونه فشار یک گاز به هنگام کاهش حجم یک محفظه گازی افزایش پیدا می‌کند. توسط این آزمایش چنانچه مقادیر فشار و حجم را در حالات مختلف در یکدیگر ضرب می کنیم، حالضرب آنها همواره مقداری ثابت خواهد بود.

 


 
3-    کمپرسور 2 مرحله ای
توسط این دستگاه هوا در دو مرحله فشرده می شود. مقایسه فواید کمپرسور 2 مرحله در قیاس با کمپرسور یک مرحله توسط این دستگاه انجام می گیرد. همچنین توساین آزمایش بازده سیستم نیز تعیین خواهد شد.

 


4-    بمب کالری متر
دستگاه بمب کالریمتر برای اندازه گیری مقدار گرمای ایجاد شده یک ماده مایع یا جامد در اثر سوختن کامل به کار می رود.

 

 
5-    یخچال: بررسی عملکرد یخچال ها توسط این دستگاه انجام می گیرد. عملکرد این دستگاه عکس کارکرد یک پمپ حرارتی می باشد.