TH5 Processo de expansão de um gás perfeito Equipamento didático Equipamento de formação vocacional Equipamento de laboratório térmico
DESCRIÇÃO
O aparelho é constituído por dois recipientes rígidos interligados de chão, um equipado para operação sob pressão e o segundo sob vácuo.
Uma bomba de ar operada eletricamente ligada ao topo dos recipientes, juntamente com válvulas e torneiras, permite que o recipiente apropriado seja pressurizado ou evacuado conforme necessário para se adequar ao exercício de ensino.
Os vasos podem ser utilizados de forma independente ou em conjunto para permitir a avaliação de diferentes processos termodinâmicos. Um sensor de pressão ligado a cada recipiente e um sensor de temperatura no interior de cada recipiente permitem que as alterações nas propriedades do ar contido no interior dos recipientes sejam monitorizadas continuamente.
Ambas as embarcações são construídas em plástico rígido transparente, o que proporciona um ligeiro isolamento entre o ar no interior da embarcação e o ambiente para reduzir o aquecimento/arrefecimento. Isto permite também que cada recipiente e o seu conteúdo regressem à temperatura ambiente de forma razoavelmente rápida.
A capacidade do recipiente pressurizado é de aproximadamente 23 litros.
A capacidade da embarcação evacuada é de aproximadamente 9 litros.
Cada embarcação incorpora as seguintes características:
Ligação à bomba de ar através de uma válvula de isolamento para permitir que o vaso seja pressurizado/evacuado
Ligação a um sensor piezoresistivo para medição da pressão/vácuo no interior do vaso (alcance de ambos os sensores ±34,5kN/m2)
Ligação a um tubo e válvula de grande diâmetro para permitir a despressurização/pressurização do vaso de/para a atmosfera (a válvula é rapidamente aberta e fechada para proporcionar uma pequena alteração gradual da pressão)
Interligação entre os dois vasos através de um tubo e válvula de grande diâmetro (mudança rápida) e tubo de pequeno diâmetro e válvula agulha (mudança gradual)
Termistor de resposta rápida para monitorizar a temperatura do ar no interior da válvula de alívio para evitar a sobrepressurização
Todas as fontes de alimentação, circuitos de condicionamento de sinal, etc. A consola foi concebida para ficar numa bancada acima dos vasos de pressão e vácuo e incorpora ligações elétricas para a bomba de ar e sensores.
As leituras dos sensores de pressão e dos termistores são apresentadas num medidor digital comum com chave seletora na parte frontal da consola.
Todos os sensores eletrónicos importantes utilizados na unidade fornecem saídas para o registo e análise de dados. O registador de dados, fornecido com a unidade, faz a interface entre a unidade e o computador do utilizador através de uma porta USB.
O pacote opcional de software educativo permite o registo de dados, o traçado de gráficos e fornece instruções completas para a configuração do equipamento e realização das experiências.
Toda a teoria relacionada e textos de ajuda são fornecidos. O software requer um computador (não fornecido) com Windows 7 ou posterior com uma porta USB.
Um registador gráfico fornecido pelo utilizador também pode ser utilizado.
Uma vez que os exercícios de ensino exigem que as respostas transitórias de pressão e temperatura sejam observadas e registadas, é necessária uma destas opções de registo.
CONTEÚDO EXPERIMENTAL
Os exercícios de ensino permitirão que os alunos se familiarizem com os seguintes temas:
A equação da energia sem fluxo
O comportamento de um gás perfeito e as suas equações descritivas
Um processo reversível adiabático (expansão isentrópica)
Um processo de volume constante
Um processo adiabático irreversível
Conversão de unidades de pressão
Um processo de energia interna constante
Processos politrópicos, com um caso limite de n = Gama
Conversão de unidades de pressão
Pressões manométricas e absolutas
A equação da energia de escoamento instável (em modo vácuo)