Giáo trình tổng hợp các phương pháp đo thể tích bằng chất hóa học phần 3 doc

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 16 * A H Q Q H Q H orv =− ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ max ∂ ∂ ∂ ∂ > 0 Gi sỉí trong âäúi tỉåüng bãø nỉåïc nhỉ hçnh trãn, vç mäüt l do no âọ m m Q v tàng nãn mỉïc nỉåïc trong bãø tàng lãn thç nỉåïc vo bãø khọ khàn hån tỉïc l bn thán nọ cọ kh nàng tỉû chäúng nhiãùu hay tỉû cán bàòng. Ngỉåüc lải khi mỉïc nỉåïc trong bãø tàng nỉåïc chy ra dãø dng hån, do âọ âäü sai lãûch gim . Hay bn thán bãø nỉåïc cọ kh nàng tỉû cán bàòng m khäng cáưn sỉû tạc âäüng khạc . ÅÍ âáy l trỉåìng håüp cọ tỉû cán bàòng c âáưu vo v âáưu ra. Trong thỉûc tãú cọ âäúi tỉåüng chè cọ tỉû cán bàòng âáưu vo hồûc chè cọ tỉû cán bàòng âáưu ra. -Chè âáưu vo: Cng nhỉ vê dủ trãn nhỉng thay lạ chàõn (l) bàòng båm hụt lục ny quạ trçnh xy ra nhỉ âäư thë hçnh 2.6 -Chè tỉû cán bàòng âáưu r a : Cng nhỉ vê dủ trãn nhỉng ta thay vi nỉåïc (m) bàòng vi ngàõn khäng chảm mỉûc nỉåïc ny quạ trçnh xy ra nhỉ âäư thë hçnh 2.7 Qro Ho t Q v = Qvo Qr t Q Hçnh 2.5: Âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng âáưu vo v âáưu ra t Ho = QvoQro Q t Hçnh 2.6: Âäúi tỉåüng cọ chè tỉû cán bàòng âáưu vo Qr Qv ∆Q∆Q HH Q t Qro = Qvo ∆Q Q v Qr Ho t H Q ro H Ho t Q v = Qvo Qr ∆Q t Q Hçnh 2.7: Âäúi tỉåüng chè cọ tỉû cán bàòngì âáưu ra Hçnh 2.8: Âäúi tỉåüng khäng cọ chè tỉû cán bàòng . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 17 * Âäúi tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng A = 0 Täøng håüp hai trỉåìng håüp trãn (dng båm v vi ngàõn ) lục ny phỉång trçnh âäüng cọ dảng: λµ ϕ −=− dt d T o (12) * Cọ nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng ám A < 0 Phỉång trçnh cọ dảng: λµϕ ϕ −=− .A dt d T o (13) Vê dủ : Cọ l nỉåïc säi Khi lỉu lỉåüng håi Q tàng âäüt ngäüt ⇒ mỉïc nỉåïc gim, P 2 gim, mún giỉỵ H= const ⇒ phi cáúp thãm nỉåïc lảnh åí nhiãût âäü 20 o C vo ⇒ cỉåìng âäü bäúc håi gim ⇒ P 2 lải cng gim do âọ tảo ra giạng ạp ∆ P = P 2 ’ - P 2 ⇒ lải cọ mäüt lỉåüng nỉåïc nỉỵa tỉû thãm vo ⇒ lm tàng thãm sỉû máút cán bàòng. T ọm lải nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ sỉû cán bàòng dỉång thç thûn låüi cho viãûc âiãưu chènh cn nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng ám thç ngỉåüc lải. 2- Hãû säú khúch âải k KT d dt (). µλ ϕ ϕ −= + Trong trảng thại äøn âënh d dt ϕ = 0 ; nãúu phủ ti khäng âäøi λ = 0 ⇒ ϕµ ϕ µ ∞∞ ∞ ∞ =⇒=KK. Q t = 20 C 1 o p 1 t = 100 C 2 o p 2 Hçnh 2.9: Näưi nỉåïc säi . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 18 L t säú giỉỵa âäü thay âäøi thäng säú âiãưu chènh v âäü thay âäøi ca tạc âäüng âiãưu chènh m gáy nãn sỉû thay âäøi âọ khi phủ ti khäng thay âäøi v trong trảng thại äøn âënh. 3. Thäng säú thåìi gian T o T HF Q o o = . max L thåìi gian m trong khong âọ thäng säú âiãưu chènh thay âäøi tỉì 0 âãún giạ trë âënh mỉïc våïi täúc âäü cỉûc âải tỉång ỉïng våïi sỉû khäng cán bàòng låïn nháút giỉỵa lỉåüng vo v lỉåüng ra. Chụ : * Thäng thỉåìng nghiãn cỉïu ta chn dảng nhiãùu l thay âäøi âäüt biãún báûc thang (âáy l dảng nàûng nãư nháút) viãûc chn nhỉ váûy thç viãûc gii phỉång trçnh vi phán âỉåüc dãù dng hån vç vãú phi ca phỉång trçnh (10) l khäng âäøi. * Biãn âäü thay âäøi ca nhiãùu cng cọ giåïi hản, khäng thãø låïn quạ vç quạ trçnh cäng nghãû khäng cho phẹp v cng khäng nh quạ vç láùn nhiãùu, thỉåìng ta chn nhiãùu µ = 0,1÷0,15 . 2.1.2. Xạc âënh âỉåìng cäng bay lãn ca âäúi tỉåüng (hay âàûc tênh quạ âäü ca âäúi tỉåüng) l âäư thë quan hãû ϕ (t) tçm âỉåüc nọ bàòng cạch gii phỉång trçnh (10). 1- Âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng a/ Trỉåìng håüp 1: gáy nhiãùu phêa tạc âäüng t t ∞ µ µ ϕ ϕ ∞ Hçnh 2.10 Hçnh 2.11 t µ, λ Hçnh 2.12 . Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN I 19 t < 0 à = 0 = 0 t > 0 à = à o = const Tổỡ phổồng trỗnh : T. + = K ( à - ) T. + = K. à o õỏy laỡ phổồng trỗnh vi phỏn coù vóỳ phaới giaợi phổồng trỗnh naỡy ta coù = I + II Vồùi T + = 0 I = C 1 . e t T nghióỷm tọứng quaùt cuớa phổồng trỗnh vi phỏn thuỏửn nhỏỳt, vaỡ II = K. à o (laỡ nghióỷm rióng ) = I + II = C 1 . e t T + K. à o vaỡ tổỡ õióửu kióỷn õỏửu t = 0 = 0 C 1 = - K. à o à () .tK e o t T = 1 (14) Thọng sọỳ õióửu chốnh thay õọứi tổỡ tổỡ theo haỡm sọỳ muợ *ỡ ngổồỹc laỷi : Bỏy giồỡ tổỡ õổồỡng õỷc tờnh õaợ bióỳt ta tỗm phổồng trỗnh ban õỏửu. Vỏỳn õóử ồớ õỏy laỡ xaùc õởnh caùc hóỷ sọỳ K vaỡ T K - thỗ ta õo õọỹ cao vaỡ K. à o chia cho à o K T - ta chổùng minh rũng AB = T ( hỗnh veợ ) Thổỷc vỏỷy khi lỏỳy haỡm õaỷo bióứu thổùc (14) ta coù à '.= K T e o t T taỷi t = 0 à ' o o K T tg== õióửu cỏửn chổùng minh. à à 0 AB à K t t Hỗnh 2.14 Hỗnh 2.15 t Hỗnh 2.13 à à O . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 20 Váûy mún tçm T ta k tiãúp tuún tỉì gọc ta âäü våïi våïi âỉåìng cong . ta cng chỉïng minh âỉåüc ràòng tải mäüt âiãøm báút k trãn âỉåìng cong v v tiãúp tuún våïi âỉåìng cong ta cng cọ T Ngoi ra ngỉåìi ta cn cọ thãø tçm âỉåìng cong bàòng cạc thiãút bë nhỉ så âäưsau Tỉì âäưng häư tỉû ghi ta s ghi âỉåüc ϕ (t) b/ Trỉåìng håüp 2 : Gáy nhiãùu tỉì phêa phủ ti t < 0 µ = 0 λ = 0 t ≥ 0 µ = 0 λ = λ o = const Tỉì phỉång trçnh : T. ϕ ’ + ϕ = K ( µ - λ ) suy ra T ϕ ’ + ϕ = - K λ o Tỉång tỉû gii phỉång trçnh ny ta cọ : ϕλ () .tK e o t T =− − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − 1 Khi dảng nhiãùu thay âäøi khạc âi thç dảng âỉåìng cong váùn khäng âäøi nhỉng chè khạc nhau vç hỉåïng v biãn âäü ⇒ khäng nháút thiãút phi gáy nhiãùu tỉì phêa no c, âỉång nhiãn ta gáy nhiãùu µ thûn låüi hån 2- Âäúi våïi âäúi tỉûång khäng cọ tỉû cán bàòng A = 0 hay T o ϕ’ = µ - λ a/ Trỉåìng håüp 1 : Gáy nhiãùu âáưu vo t < 0 µ = λ = 0 t ≥ 0 µ = µ o = const λ = 0 µ= 0,1÷ 0,15 Âäúi tỉåüng ÂHTG ϕ Hçnh 2.16 Hçnh 2.14 t ο λ λ ϕ Hçnh 2.15 T 0 -K λ ο t . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 21 ⇒=⇒=T T t oo o o ϕµ ϕ µ '. ⇒ ϕ thay âäøi theo âỉåìng thàóng Khi t = T o ⇒ ϕ = µ o b- Trỉåìng håüp 2 : t < 0 µ = λ = 0 t ≥ 0 λ = λ o = const, µ = 0 ⇒ T ϕ ’ = - λ o ⇒ ϕ λ =− o o T t. ⇒ ϕ thay âäøi theo âỉåìng thàóng Khi t = T o ⇒ ϕ = - λ o , mún tçm T o bàòng cạch dọng mäüt âoản bàòng λ o ⇒ T o Kãút lûn : Nãúu biãút âỉåüc qui lût âỉåìng cong ta ⇒ ϕ ( v ngỉåüc lải ). 2.2: tênh cháút ca cạc âäúi tỉåüng phỉïc tảp 2.2.1- Âäúi tỉåüng cọ nhiãưu dung lỉåüng l âäúi tỉåüng cọ hai dung lỉåüng tråí lãn Vê dủ: Hçnh 2.14 t Hçnh 2.15 t µ ο µ ϕ 0 α µ ο ο T Hçnh 2.14 t Hçnh 2.15 t λ ο λ ϕ 0 T ο α −λ ο Hçnh 2.20: Âäúi tỉåüng cọ nhiãưu dung lỉåüng θ . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 22  Cng nhỉ âäúi tỉåüng cọ 1 dung lỉåüng nọ cọ thãø cọ tỉû cán bàòng hồûc khäng cọ tỉû cán bàòng.  Trong ton bäü hãû cọ cạc âäúi tỉåüng màõc näúi tiãúp nhau nãúu chè cọ 1 âäúi tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng thç ton bäü âäúi tỉåüng âọ khäng cọ tỉû cán bàòng Xẹt âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng v khäng cọ tỉû cán bàòng khi cọ nhiãùu Trong cng âiãưu kiãûn nhỉ nhau khi cọ nhiãùu thç thäng säú âiãưu chènh thay âäøi cháûm trãø hån âäúi tỉåüng cọ mäüt dung lỉåüng v âãún thåìi gian Tq thç âảt täúc âäü cỉûc âả i. thåìi gian Tq do sỉû cháûm trãø gáy nãn gi l cháûm trãø quạ âäü hay ( cháûm trãø dung lỉåüng ). Nãúu säú dung lỉåüng cng låïn thç thåìi gian Tq cng låïn ( xem hçnh v 1,2,3 ỉïng våïi âäúi tỉåüng cọ 1,2,3 dung lỉåüng )  To - gi l âäü cháûm trãø thưn tụy ( cháûm trãø váûn täúc ) To gáy ra la do sỉû truưn tên hiãûu tỉì âáưu vo âãún âáưu ra . Vê dủ : Mún âiãưu chènh nhiãn liãûu vo l thç ta phi tạc âäüng ngay tỉì mạy nghiãưn than  mạy cáúp than bäüt  vç phun nãn  thåìi gian cháûm trãø cho váûn chuøn To Khi kãø âãún c To thç : t ϕ 0 ο τ q τ 1 2 3 0 τ ο τ q ϕ t 2 1 3 Hçnh 2.15 t ϕ 0 ο τ q τ 1 2 3 0 τ ο τ q ϕ t 2 1 3 Hçnh 2.15 . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 23 2.2.2- Âäúi tỉåüng cọ dung lỉåüng phán bäú theo chiãưu di Trỉåìng håüp ny cáưn cọ 1 thåìi gian nháút âënh âãø truưn sọng ạp sút do âọ cọ thåìi gian cháûm trãø låïn. 2.2.3- Âäúi tỉåüng m ϕ µλ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟f d dt d dt ; Vê dủ : L cọ bao håi xẹt âãún quan âiãøm âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ⇒ ta cọ phỉång trçnh ( Khi cọ nhiãùu åí phêa phủ ti ) T d dt T d dt T d dt 2 2 2 2 13 ϕϕ λ λ +=− Hçnh 2.15 t µ ο µ Hçnh 2.14 0 τ ο ϕ t t λ ϕ Hçnh 2.14 t ϕ ϕ ϕ λ λ 1 3 1 2 3 2 λ . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 24 Khi tàng phủ ti âäüt ngäüt thç mỉïc nỉåïc bao håi tàng lãn v sau âọ gim xúng ( hiãûn tỉåüng säi bäưng ) ⇒ Cáưn chụ khi váûn hnh l l khäng thay âäøi bäú chê âäüt ngäüt . 2.3: Sỉû nh hỉåíng ca cạc tênh cháút âäúi tỉåüng lãn quạ trçnh tạc âäüng ( âiãưu chènh )  Âäúi tỉåüng mäüt dung lỉåüng thûn låüi hån âäúi tỉåüng nhiãưu dung lỉåüng trong quạ trçnh âiãưu chènh.  Âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng cng thûn låüi hån v quạ trçnh âiãưu chènh nhanh chäúng hån.  Trong sỉûû cán bàòng dỉång hãû säú tỉû cán bàòng A cng låïn cng täút.  T v T o l thäng säú âàûc trỉng cho dung lỉåüng ca âäúi tỉåüng hay âàûc trỉng cho kh nàng tng trỉỵ nàng lỉåüng cạc âäúi tỉåüng ⇒ T & T o cng låïn ⇒ cng thûn låüi cho viãûc âiãưu chènh  Thåìi gian cháûm trãø T cng nh hỉåíng âãún quạ trçnh âiãưu chènh T cng låïn thç cng khäng cọ låüi. - Nãúu thåìi gian T xút hiãûn åí phêa cå quan âiãưu chènh thç ta k hiãûu lT µ - Nãúu thåìi gian T xút hiãûn åí phêa phủ ti thç T λ Trong nhiãưu trỉåìng håüp ta chè xẹt riãng T cng chỉa â m phi xẹt quan hãû giỉỵa T v T ; T / T T / T cng låïn thç cng xáúu vãư màût âiãưu chènh.  Nãúu d dt λ v λ cng dáúu thç khäng nh hỉåíng gç cn nãúu chụng khạc dáúu thç nọ khäng thûn låüi cho viãûc âiãưu chènh. . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN II 103 CHỈÅNG 2. CẠC BÄÜ ÂIÃƯU CHÈNH TẠC ÂÄÜNG TRỈÛC TIÃÚP Lỉûc âãø chuøn dëch cå quan âiãưu chènh âỉåüc sinh ra båíi hãû thäúng âo lỉåìng ca nọ khi thäng säú âiãưu chènh lãûch khi giạ trë cho trỉåïc. Âàûc âiãøm : - Kãút cáúu âån gin - Âäü nhảy ca chụng khäng cao - Khäng thãø thỉûc hiãûn âiãưu khiãøn tỉì xa => Chụng chè thỉûc hiãûn cạc qui lût âiãưu chènh âån gin P, I . Thäng thỉåìng ta so sạnh lỉûc do pháưn tỉí âo lỉåìng sinh ra våïi lỉûc do pháưn tỉí âënh trë sinh ra v hiãûu ca 2 lỉûc ny dng âãø váûn chuøn cå quan âiãưu chènh - Pháưn tỉí âo lỉåìng thỉåìng l cạc chi tiãút ân häưi (mng ân häưi, äúng búc âäng, äúng ván säúng, táúm lỉåỵng kim, ) - Pháưn tỉí âënh trë thỉåì ng lm dỉåïi dảng l xo hay âäúi tỉåüng Xẹt mäüt säú dảng âiãøn hçnh: 2.1- Bäü âiãưu chènh ạp sút thỉûc hiãûn qui lût âiãưu chènh t lãû P 1- L xo 2- Mng ân häưi Nhiãûm vủ ca bäü âiãưu chènh l giỉỵ P 2 = const ; P = P 2 . f ; q = K .l f - diãûn têch hiãûu dủng ca mng K - hãû säú âàûc trỉng âäü cỉïng ca l xo l - chiãưu di ca l xo => P 2 . f = K . l = K (l o - h ) l o - chiãưu di ban âáưu ca l xo h - âäü måí ca van => P 2 = f hk f lK o . . − (åí vë trê xạc láûp) Váûy P 2 t lãû våïi âäü måí ca van h låïn => P 2 nh => Âáy l bäü âiãưu chènh cọ qui lût P thäng säú hiãûu chènh K P âãø thay âäøi K P => thay âäøi âäü cỉïng ca l xo K P2 P1 P q 1 2 P2 D(h) . . t ϕ 0 ο τ q τ 1 2 3 0 τ ο τ q ϕ t 2 1 3 Hçnh 2.15 t ϕ 0 ο τ q τ 1 2 3 0 τ ο τ q ϕ t 2 1 3 Hçnh 2.15 . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 23 2.2.2- Âäúi tỉåüng cọ. phủ ti ) T d dt T d dt T d dt 2 2 2 2 13 ϕϕ λ λ +=− Hçnh 2.15 t µ ο µ Hçnh 2.14 0 τ ο ϕ t t λ ϕ Hçnh 2.14 t ϕ ϕ ϕ λ λ 1 3 1 2 3 2 λ . TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT. lỉåüng ). Nãúu säú dung lỉåüng cng låïn thç thåìi gian Tq cng låïn ( xem hçnh v 1,2 ,3 ỉïng våïi âäúi tỉåüng cọ 1,2 ,3 dung lỉåüng )  To - gi l âäü cháûm trãø thưn tụy ( cháûm trãø váûn täúc ) To