空气定压比热容测定.ppt

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1、空气定压比热容测定Nanjing,China本科生教学课程增强热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，了解气体比热容测定的基本原理和构思。学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。实验目的比热容：在一定的热力过程中，单位物量的物体温度变化1度时该物体与外界交换的热量，称为该物体的比热容。物量单位不同时，相对应的比热容有：质量比热容、容积比热容和摩尔比热容。根据过程的不同，相应的比热容有：定压比热容和定容比热容。实验原理在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所需吸收的热量，

2、叫做该种物质的“定压比热容”，用符号Cp表示，国际制单位是：J/(kg·K)。实验原理定压比热容气体定压比热容的定义式为在没有对外界作功的气体定压流动过程中，，此时气体的定压比热容可表示为实验原理当气体在此定压过程中由温度t1被加热至t2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容为(kJ/kg℃)式中，M—气体的质量流量，kg/s;Qp—气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s。实验原理根据定压比热容的定义可知，只要测出气体的质量，测出定压过程中气体与外界交换的热量，并测出气体吸收该热量引起的温度变化，便可由比热容的定义式计算出气体定压过程的比热容。实验原理大气是含有水蒸汽的湿空气

3、。当湿空气由温度t1被加热至t2时，其中的水蒸汽也要吸收热量，这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。如果计算干空气的比热容，必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量，剩余的才是干空气的吸热量。实验原理实验原理低压气体的比热容通常用温度的多项式表示在距室温不远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的，即可近似的表示为由t1加热到t2的平均定压比热容则为此时气体的平均比热容等于平均温度tm=(t1+t2)/2时的定压比热容。实验关系式对某一气体在n个不同的平均温度tmi下测出其定压比热容cpmi，然后根据最小二乘法原理，确定最后代入实验原理实验原理实验设备实验

4、装置整体比热容仪本体实验设备空气（或其它气体）由风机经流量计送入比热容仪本体，经加热、均流、旋流、混流、测温后流出。气体流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电加热器的电压调节。该比热容仪可测量300℃以下气体的定压比热容。比热容仪本体实验设备杜瓦瓶：即保温瓶。一个双层玻璃容器，两层玻璃胆壁都涂满银，然后把两层壁间的空气抽掉，形成真空。两层胆壁上的银可以防止辐射散热，真空能防止对流和传导散热，因此盛在瓶里的液体，温度不易发生变化。实验设备1.按实验装置图接好电源线和测量仪表。经指导教师认可后接通电源，将选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。实验步骤2.小心取下流量计上的温度计。

5、开动风机，调节流阀，使流量保持在预定值附近，测出流量计出口处的干球温度ta和湿球温度tw。3.将温度计放回原位。调节流量，使它保持在预定值附近。调节电压，开始加热。加热功率的大小取决于气体流量和气流进出口温度差，可依据下式进行估算Q=KΔt/τ式中，Q为加热功率，W；Δt为比热容仪本体进出口温度差，℃；τ为每流过10升空气所需要的时间,s；K为设备修正系数。实验步骤4.待出口温度稳定后（出口温度在10分钟内无变化或有微小变化，即可视为稳定），即可采集实验数据。需采集的数据有：(1)每10升气体通过流量计时所需的时间τ（s）；(2)比热容仪进口温度t1（℃）与出口温度t2（℃）；

6、(3)当时大气压力B（mmHg）和流量计出口处的表压力Δh（mmH2O）；(4)电加热器的电压U（V）和电流I(A)；5.改变电压，使出口温度改变并达到新的预定值，重复步骤4。在允许的时间内可多做几次实验。将上述实验数据填入所列的原始数据表中。实验步骤切勿在无气流通过的情况下使加热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热容仪本体。输入加热器的电压不得超过220伏，气体出口最高温度不得超过300℃。加热和冷却要缓慢进行，防止比热容仪本体和温度计因温度骤升或骤降而损坏。停止实验时，应先切断电加热器，让风机继续工作十五分钟左右。注意事项1.计算水蒸汽的容积成分rw根据流量计出口处空气的

7、干球温度ta和湿球温度tw，在干湿球温度计上读出空气的相对湿度φ，再从湿空气的焓湿图上查出湿空气的含湿量d(g水蒸汽/kg干空气)，由下式计算rw数据处理电加热器消耗的功率可由电压和电流的乘积计算，但要考虑电流表的内耗。如电压表和电流表采用图中接法，扣除电流表的内耗。加热器加热功率为数据处理2.计算电加热器加热功率Q式中，RmA为电流表的内阻，Ω。kJ/s3.计算干空气流量数据处理kg/s4.计算水蒸汽流量kg/s5.计算水蒸汽吸热量数据处理kJ/s6.计算干空气吸热量用你的实验结果说明加热