一、实验目的
1、了解气体比热容测定装置的基本原理;
2、掌握本实验中的测试方法;
3、掌握由实验原始数据,按照比热容公式计算出比热容值的方法;
4、分析本实验产生误差的原因及可能改进的措施。
二、实验原理
气体定压比热容定义为

在没有对外界做功的气体的等压流动过程中,


当气体在此等压过程中由温度t1加热至温度t2时,气体在此温度范围内的平均定压比热容值可由下式确定

式中


在离室温不很远的温度范围内,空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性,即可近似表示为

三、实验装置
测定空气定压比热容的实验装置如图2-1所示。风机将一定量的空气连续不断地经湿式流量计送入比热仪本体,比热仪中设有电加热器,空气经加热后又由比热仪内排出。


图2-2 比热仪本体
1-多层杜瓦瓶;2-电加热器;3-均流网;4-绝缘垫;5-施流片;6-混流网;7-出口温度计



四、实验步骤
1、经辅导教师指导接好加热电路和空气流通管路。
2、经辅导教师检查后,将调加热调节旋钮调制在零位,打开风机开关,调整节流阀开度,
使空气流量达规定值附近。
3、装上湿式流量计上的温度计和U型差压计。
4、调整加热器的功率(电压值和电流值),开始进行加热。
5、待比热仪出口温度

6、改变加热器电压(即工况变化)待

7、比热仪出口温度

8、实验完结,先将加热功率下降至零(即断开加热器电源),让风机继续运行10~15分钟,待比热仪温度降低后再停止风机运行。
五、数据整理
1、当系统达到稳定工况时,电加热器放出的热量可认为基本被空气所吸收,即气体在等压流动过程中的吸热量为:
Q=W W (2-5)
2、每秒通过实验装置空气流量
(1)空气容积流量

(2)标准状态下的空气容积流量

式中 p—比热仪内气压,



4、列表表示平均比热容与温度的关系。
5、用作图法确定(2-4)式中的常数和值,其计算方程式则表示空气平均定压比热与温度的关系。作图法是以为





六、注意事项
1、切勿在无气流通过的情况下使电加热器投入工作,以免引起局部过热而损坏比热仪本体。
2、输入电加热器的电压不得超过220V,气体出口最高气温

3、加热和冷却要缓慢进行,防止温度计和比热仪本体因温变过快而断裂。
4、停止实验时,应先切断电热器,让风机继续运行十五分钟左右(温度较低时可适当缩短)。
七、实验测试数据(包括实测值,计算过程,绘制曲线)
序号 | 参数 | 公式及符号 | 单位 | 工况 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
1 |
加热器功率 (吸收的热量) |
Q | W | |||||
2 | 大气压力 |
![]() |
![]() |
|||||
3 | 流量计中气体压力 |
![]() |
mmH2O | |||||
4 | 比热仪气流流过10公升的时间 | t | S | |||||
5 | 比热仪气流入口温度 |
![]() |
℃ | |||||
6 | 比热仪气流出口温度 |
![]() |
℃ | |||||
7 | 空气定压比热 | Cp | J/(kg.k) |