TH5 – Processo di espansione di un gas perfetto

I processi di espansione Armfield di un apparato per gas perfetto sono stati progettati per introdurre gli studenti a una gamma di processi termodinamici di base che utilizzano l’aria come fluido di lavoro.

L’apparato è costituito da due recipienti rigidi interconnessi a pavimento, uno attrezzato per il funzionamento sotto pressione e il secondo sotto vuoto.

Una pompa ad aria azionata elettricamente collegata alla parte superiore dei recipienti, insieme a valvole e rubinetti, consente di pressurizzare o evacuare il recipiente appropriato secondo necessità per adattarsi all’esercizio didattico.

I recipienti possono essere utilizzati indipendentemente o insieme per consentire la valutazione di diversi processi termodinamici. Un sensore di pressione collegato a ciascun recipiente e un sensore di temperatura all’interno di ciascun recipiente consentono di monitorare continuamente le variazioni delle proprietà dell’aria contenuta all’interno dei recipienti.

Entrambe le navi sono costruite in plastica rigida trasparente, che offre un leggero isolamento tra l’aria all’interno della nave e l’ambiente circostante per ridurre il riscaldamento/raffreddamento. Ciò consente inoltre a ciascun recipiente e al suo contenuto di ritornare alla temperatura ambiente in tempi ragionevolmente brevi.

La capacità del recipiente sotto pressione è di circa 23 litri.

La capacità del recipiente evacuato è di circa 9 litri.

Ogni nave incorpora le seguenti caratteristiche:

Collegamento alla pompa dell’aria tramite una valvola di isolamento per consentire la pressurizzazione/evacuazione del serbatoio

Collegamento a un sensore piezoresistivo per misurare la pressione/vuoto all’interno del serbatoio (portata di entrambi i sensori ±34,5 kN/m2)

Collegamento a un tubo di grande diametro e a una valvola per consentire la depressurizzazione/pressurizzazione del recipiente da/verso l’atmosfera (la valvola viene aperta e chiusa rapidamente per fornire una piccola variazione graduale della pressione)

Interconnessione tra i due vasi tramite un tubo di grande diametro e una valvola (cambio rapido) e un tubo di piccolo diametro e una valvola a spillo (cambio graduale)

Termistore a risposta rapida per monitorare la temperatura dell’aria all’interno della valvola di sicurezza per prevenire la sovrapressurizzazione

Tutti gli alimentatori, i circuiti di condizionamento del segnale, ecc. sono contenuti in una semplice console elettrica con adeguati dispositivi di protezione della corrente e un RCD per la protezione dell’operatore. La console è progettata per essere posizionata su un banco sopra i recipienti a pressione e a vuoto e incorpora collegamenti elettrici per la pompa dell’aria e i sensori.

Le letture dei sensori di pressione e dei termistori vengono visualizzate su un comune contatore digitale con selettore sulla parte anteriore della console.

Tutti i sensori elettronici importanti utilizzati sull’unità forniscono uscite per la registrazione e l’analisi dei dati. Il datalogger, fornito con l’unità, si interfaccia tra l’unità e il computer dell’utente tramite una porta USB.

Il pacchetto software didattico opzionale consente la registrazione dei dati, la tracciatura di grafici e fornisce istruzioni complete per l’impostazione dell’attrezzatura e l’esecuzione degli esperimenti.

Vengono forniti tutta la teoria correlata e i testi di aiuto. Il software richiede un computer (non fornito) con Windows 7 o successivo dotato di porta USB.

È inoltre possibile utilizzare un registratore grafico fornito dall’utente.

Poiché gli esercizi didattici richiedono l’osservazione e la registrazione delle risposte transitorie di pressione e temperatura, è necessaria una di queste opzioni di registrazione.

Caratteristiche principali

L’analisi delle variazioni di pressione nei processi coinvolge la Prima Legge della Termodinamica

Gli esercizi aiutano lo studente nella comprensione della Seconda Legge della Termodinamica e dei suoi corollari

La relazione tra pressione, volume e temperatura può essere esplorata e utilizzata per determinare altre proprietà termodinamiche

Si possono osservare le diverse risposte risultanti da cambiamenti rapidi o lenti in un processo e la relazione tra pressione e temperatura dell’aria

Categorie: Educativo, Serie TH – Termodinamica, TH5 – Processo di espansione di un gas perfetto

Disponibilità: Su richiesta

Specifiche tecniche

• TH5-A: 220-240 V/1 fase/50 Hz, 1 A
• TH5-B: 120 V/1 fase/60 Hz, 2 A
• TH5-G: 220-240 V/1 fase/60 Hz, 1 A

Documentazione

Scheda tecnica (PDF)