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1、实验一：气体定压比热的测定一、实验目的和要求1. 了解气体比热测定装置的基本原理和构思。2. 熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法。3. 掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法。4. 分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。二、实验内容通过测定空气的温度、压力流量，掌握计算热量的方法，从而求得比热值和 求得比热公式的方法。三、实验方法及测试数据处理1. 接通电源及测量仪表，选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。2. 摘下流量计上的温度计，开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值附 近。测出流量计出口空气的干球温度（t0）。3. 将温度计插回流量计，调节流量，使它保持在额
2、定值附近。逐渐提高电热 器功率，使出口温度升高至预计温度。4. 待出口温度稳定后（出口温度在10 分钟之内无变化或有微小起伏，即可视 为稳定），读出下列数据，每10升空气通过流量计所需时间（T，秒）比热 仪进口温度即流量计的出口温度（t,C）和出口温度（t2C）；当时相 应的大气压力（B,毫米汞柱）和流量计出口处的表压（ h,毫米水柱）； 电热器的输入功率（W,瓦）。5. 根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度,从湿空气的干湿图查出含湿量 d=8克/公斤干空气，并根据下式计算出水蒸气的容积成分：X 岛2= 0-01276. 根据电热器消耗的电功率,可算出电热器单位时间放出的热量：得：W4.18
3、68 x 103千卡/秒）104.1868 x 103= 2.39x10-3 （千卡/秒）硕亦而=478 x10-3 （千卡/秒）30Q3 = HE = 77 x10-3 (千卡/秒)7. 干空气流量(质量流量)为：29.27(t + 273.15)04.6447x10-3(1 -r )(B + Ah/I 36)(公斤/秒). PV (1 -r )(B + Ah/13.6)x 104/735.56x 10/1000u G = g=wg R Tg0t(t + 2 7 .31 5):4.6447 x 10-3 (1 - 0.0127 )(766.34 + 31 13.6)得：G 二二 5.07 x
4、 10-3 (公斤/秒)g124(16.5+273.15)G = 46447 x10-3G-O.127)766f4 + 31136)= 4.867 x10-3 (公斤/秒)g225(16.5 + 273.15)G = 46447 x10-3&T0127血彎 + 31136)二 4.75 x 10-3 (公斤/秒) g 325.66.5 + 273.15丿8.水蒸气流量为：GGwPV r (B + Ah/13.6)x 104/735.56x 10/1000:,R Tw047.06(t + 273.15)02.8889 x 10-3 r (B + Ah/13.6)wt (t + 273.15) 0
5、公斤/秒）得：G = 2.8889 x 10-3 x 0.0127 x(766.34 + 31/13.6)= 4.0566 x 10-6 (公斤/秒) w124(16.5 + 273.15)G = 28889 x 10二兽工66；34 + 31/136)= 3.894x 10-6 (公斤/秒) w225(16.5 + 273.15)G = 28889 x 10:呼学 + 26/136)= 3.80125 x 10-6 (公斤/秒) w325.6(16.5+ 273.15)9. 水蒸气吸收的热量：Q = G2(0.4404 + 0.0001167t)dt = G 0.4404(t -1 ) +
6、0.00005835(t2 w w tw212t1( 千卡/秒)-t12)得：Q = 4.0566 x 10-6 x L.4404(50 16.5)+ 0.00005835 Go? 16.526.0376 x 10-5W1千卡/秒）Q = 3.894 x 10-6 x L.4404（62.5 -16.5）+ 0.00005835（52.52 -16.52）= 7.9712 x 10-5 W2（ 千卡 / 秒）Q = 3.80125 x 10-6 x L.4404（90 -16.5）+ 0.00005835-16.52）= 1.2478 x 10-4 W3（ 千卡 / 秒）10.空气的定压比热为
7、QC0mtQ - Qf = G = gT（千卡/（公斤c）1 g 2 1 g 2 1得：C0m12.39 x 10-3-6.0376x10-5:二 5.07x10-3（50-16.5）二。皿7 千卡八公斤C）C0m2t2t14.78x10-3 -7.9712x10-54.867x10-3（62.5-16.5）- . 千卡/（公斤 八0C0m3t2t17.17x10-3 -1.2478x10-44.75x10-3（90-16.5） .千卡/（公斤 八011. 比热随温度的变化关系假定在0300C之间，空气的真实定压比热与温度之间近似地有线性关系, 则由t1到t2的平均比热为：0m卩2 （a +
8、bt ）dtt +1上=a + b-2_Lt t221t 2 + t1因此，若以2 2 1为横坐标,C0m12t1为纵坐标（如图 2），则可根据不同的温度范围内的平均比热确定截距a和斜率b，从而得出比热随温度变化的计 算式。四、实验注意事项1. 切勿在无气流通过的情况下使电热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热仪主体。2. 输入电热器的电压不得超过220伏。气体出口最高温度不得超过300C。3. 加热和冷却要缓慢进行，防止温度计和比热仪主体因温度骤增骤降而破裂4. 停止试验时，应切断电热器，让风机继续运行十五分钟左右（温度较低时 可适当缩短）。模块三：可视性饱和蒸汽压力和温度关系一、实验目的
9、1、通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系，加深对饱和状态的理解，从 而树立温度达到对应于液面压力的饱和温度时，沸腾便会发生的基本概念。2、通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽 P-t 关系图表的编制方法。3、观察小容积的泡态沸腾现象。二、实验内容和要求1、通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系，加深对饱和状态的理解，从 而树立温度达到对应于液面压力的饱和温度时，沸腾便会发生的基本概念。2、通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽 P-t 关系图表的编制方法。3、观察小容积的泡态沸腾现象。三 实验主要仪器设备和材料本实验使用可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验仪（m型）。实验装置主要由加热密封容器（产生饱和蒸
10、汽） 、电接点压力表（ 0.101.5Mpa ）、调压器（0220V）、电压表（图中未示出）、水银温度计（0220C）、测温度（管底注 入少量机油，用来传递和均解剖学温度）和透明玻璃窗等组成（参见图），采用 电接点压力表的目的，在于使用于能限制压力的意外升高，起到安全保护作用。图 6 实验装置图四 实验方法、步骤及结构测试1、熟悉实验装置的工作原理、性能和使用方法。2、将调压器指针置于零位，然后接通电源。3、将电接点压力表的上限压力指针拔到稍高于最高试验压力（例如：0.8Mpa） 的位置。4、将调压器输出电压调至200220V,待蒸汽压力升至接近于第一个设定压 力值时，将电压降至2050V左右
11、（参考值）。由于热惯性，压力将会继续上升, 待压力达到设定值时,再适当调整电压（提高或降低）,使工况稳定（压力和温 度基本保持不变）。此时，立即记录下蒸汽的压力和温度。重复上述实验，在00.8Mpa （表压）范围内，取不少于6个压力值，顺序分别进行测试。实验点 应尽可能分布均匀。5、实验完毕后，将调压器指针旋回零位，并断开电源。6、记录实验环境的温度和大气压力。注：1）本设备也可采用逐点自控制压力的方法进行测试，在控制的压力值下，没 定相对应的饱和温度。但利用电接点控制，接点时接时离，温度不易稳定 且有损设备的使用寿命，所以不推荐使用。2）本装置允许使用压力为0.8Mpa（表压），不可超压操作
12、。五 实验报告要求1、记录与计算实 验 序 数饱和压力Mpa饱和温度C误差备注压力 表读值P气力大压E绝对压力P=P+B温度 计读值t标准值tAt 二 t t t At /1 x 100l%10.150.1020.252110111.41.41.26%20.270.1020.372130129.90.10.007%30.380.1020.482140141.81.81.27%40.500.1020.602150151.81.81.18%50.660.1020.762160162.62.61.59%60.760.1020.862165168.33.31.96%2、绘制 P-t 关系曲线将实验结果
13、点在坐标中，请除特殊偏离点，绘制曲线3、整理成经验公式将实验点绘制在双对数坐标中，实验曲线将基本呈一直线，所以饱和水蒸汽压力和温度的关系可近似整理成下列经验公式：t 1004 P实验注意事项：1) 测试时，建议以从低到高的顺序进行测试。2） 实验时，不必硬性规定各测试点的数值，可以根据试验情况，在适当地稳定工况下，测读出数据来。六、思考题1. 模块二实验中为什么要保持加压（或降压）过程缓慢进行？ 答:加压或降压过程缓慢进行,以保证定温条件。否则，将来不及平衡，使读数不 准。2. 比较各种工质在不同状态下热力参数表征的不同特点。答：理想气体热力参数一比热、压力、温度满足理想气体状态方程PV二nRT, 而理想气体状态方程用于实际气体有偏差，故应对其进行修正，提出了范德瓦 尔方程（P +皂）（V -b）二RTV 2 mm
