空气热机实验
空气热机原理实验
空气热机原理实验空气热机实验热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究，曾为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816 年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已经发展了内燃机、燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学中的重要内容，是很好的热学实验教学仪器。
一、实验目的1、理解热机原理及循环过程；2、测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；3、测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率。
二、实验原理空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区、低温区、工作活塞及汽缸、位移活塞，以及汽缸、飞轮、连杆、热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
空气热机实验研究与热机效率提高方案
空气热机实验研究与热机效率提高方案随着人类社会的发展，工业经济的发展，空气热机的应用越来越广泛，其多用途、低噪音、经济、安全等优点正在得到越来越多的认可，在空调和冶金行业中得到了广泛的应用。
因此，它的实验研究和效率提高方案更加重要和紧迫。
一、空气热机的实验研究1、艺参数的实验研究首先，要进行空气热机的实验研究，这是非常重要的。
要研究空气热机的工艺参数，如转速、能量输入、排气温度和排量等，并且进行示范性实验，以确定最佳技术参数，以便空气热机达到最佳效果。
2、力学性能的实验研究紧接着，要进行空气热机的热力学性能实验研究，以确定空气热机吸收能量和损失能量的比例，以及能量转化率和效率等有关参数的值。
同时，可以测定空气热机的设备特性，如启动时间、启动电流和启动负载等，以及空气热机的安全性和可靠性。
3、空气热机的声学性能实验研究最后，还要为空气热机进行声学性能实验研究，测量空气热机的噪声强度，要求低噪声，保证安全、健康的工作环境，满足用户的要求。
二、空气热机效率提高方案1、空气热机的结构优化要提高空气热机的效率，首先要优化空气热机的结构，采用改进后的循环流路、改进后的叶轮，使空气热机的效率最大化，一定程度上提高空气热机的热力学性能。
2、改进控制系统其次，要改进空气热机的控制系统，采用计算机控制系统，实现空气热机的自动控制，调整空气热机的运行参数，以保持最佳性能，并实现及时反应，以降低热机的耗能和提高热力学性能。
3、电机提高效率最后，要提高空气热机电机的效率，采用新型电机和高效特殊变压器，以获得更高的效率和更低的噪声，从而提高空气热机效率。
总之，要提高空气热机效率，既要进行实验研究，又要采取有效的提高方案，如结构优化、改进控制系统和提高电机效率等，以提高空气热机的效率，提供安全、经济、可靠的热力服务。
空气热机实验报告
空气热机实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过研究空气热机的工作原理和性能参数，加深对热力学循环的理解，掌握热力学实验的基本方法和技能。
二、实验原理。
空气热机是利用空气作为工质，通过加热、膨胀、冷却和压缩等过程，将热能转化为机械能的热力机械装置。
在本实验中，我们将通过空气热机的工作过程，了解其热力学循环的特点和性能参数。
三、实验器材。
1. 空气热机实验装置。
2. 温度计。
3. 压力计。
4. 实验台。
四、实验步骤。
1. 首先，检查实验装置是否完好，确认各部件连接牢固。
2. 接通电源，加热空气热机实验装置，记录加热过程中的温度和压力变化。
3. 记录空气热机实验装置在不同工作状态下的温度和压力数据。
4. 根据实验数据，计算空气热机的热效率和工作效率。
5. 对实验结果进行分析和总结，得出结论。
五、实验数据及结果分析。
通过实验数据的记录和计算，我们得出了空气热机在不同工作状态下的温度和压力变化曲线，以及热效率和工作效率的计算结果。
通过对实验数据的分析，我们可以得出空气热机的性能参数，并对其工作原理进行深入理解。
六、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了空气热机的工作原理和性能参数，掌握了热力学实验的基本方法和技能。
同时，我们也发现了一些问题和不足之处，为今后的实验研究提供了一定的参考和借鉴。
七、实验总结。
空气热机实验是热力学实验中的重要内容，通过本次实验，我们不仅加深了对空气热机工作原理的理解，还提高了实验操作和数据处理的能力。
在今后的学习和科研工作中，我们将继续努力，不断提高实验技能，为科学研究做出更大的贡献。
八、致谢。
在本次实验中，得到了老师和同学们的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
以上就是本次空气热机实验的报告内容，希望对大家有所帮助。
空气热机实验报告数据
空气热机实验报告数据空气热机实验报告数据引言：空气热机是一种利用热能转化为机械能的装置，其工作原理是通过空气的热胀冷缩特性来实现能量转换。
本实验旨在通过收集和分析实验数据，探究空气热机的性能和效率。
实验设备与方法：实验中使用的主要设备包括空气热机装置、温度计、压力计等。
首先，将空气热机装置连接至电源，确保其正常运行。
然后，通过温度计和压力计分别测量入口和出口的温度和压力数据。
在实验过程中，控制空气热机的运行时间，并记录下相应的数据。
实验数据分析：根据实验数据，我们可以计算出空气热机的效率和功率输出。
首先，根据热力学原理和实验数据，可以计算出空气热机的热效率。
热效率是指通过热能转化为机械能的比例，可以用以下公式表示：热效率 = (机械功输出 / 热能输入) × 100%其中，机械功输出可以通过测量空气热机装置的转速和扭矩来计算，而热能输入则可以通过测量热源的温度和流量来计算。
通过对实验数据的分析，我们可以得出空气热机的热效率。
此外，我们还可以通过实验数据计算出空气热机的功率输出。
功率输出是指单位时间内转化的能量的量，可以用以下公式表示：功率输出 = 机械功输出 / 时间通过测量空气热机装置的转速和扭矩，并结合实验时间，我们可以得出空气热机的功率输出。
实验结果与讨论：根据实验数据的分析，我们得出了空气热机的热效率和功率输出。
通过对多组实验数据的比较，我们可以发现空气热机的性能与热源温度、流量以及空气热机装置的设计有关。
当热源温度较高、流量较大且空气热机装置设计合理时，热效率和功率输出会相应增加。
此外，我们还可以进一步探讨空气热机的优化方法。
例如，改进空气热机装置的设计，提高其传热效率和机械能转化效率；优化热源的温度和流量，提供更充足的热能输入。
这些优化方法有助于提高空气热机的性能和效率，进而推动其在实际应用中的发展。
结论：通过实验数据的收集和分析，我们得出了空气热机的热效率和功率输出。
实验结果表明，空气热机的性能和效率与热源温度、流量以及空气热机装置的设计密切相关。
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告一、实验目的本实验旨在探究空气热机的工作原理及其效率，进而深入理解热力学第一定律和第二定律的应用。
二、实验原理空气热机是一种基于卡诺循环的热机，其工作原理如下：首先，空气从高温储气罐流入燃烧室，并被点燃。
经过燃烧后，空气会产生高温高压的燃气，进而推动活塞向下运动。
此时，空气会通过制冷器冷却，变成低温低压的气体后回流至低温储气罐。
最后，压缩机将低温储气罐中的空气压缩至高温储气罐中，形成一个循环。
而根据热力学第二定律，任何热机的效率均不可能超过卡诺循环的效率。
故而，对于空气热机而言，其效率即可通过卡诺循环的有效温度比来计算。
三、实验器材1.空气热机2.热电偶3.气压计4.氧化铜热敏电阻表5.数显万用表四、实验步骤1.将空气热机及其相关设备连接好。
2.启动空气热机并进行预热。
3.根据气压计测量空气热机在不同压力下的气体状态。
4.使用热电偶和氧化铜热敏电阻表测量空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度。
5.通过数显万用表检测空气热机中的电参数。
6.计算空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比。
五、实验结果通过以上实验步骤，我们获得了以下数据：1.空气热机在不同压力下的气体状态气体压力（MPa）模拟温度（℃）0.3 270.4 520.5 880.6 1242.空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度温度（℃）高温储气罐 449低温储气罐 49燃气 18603.空气热机中的电参数参数值直流电压（V） 220电流（A） 1.2功率（W） 2644.空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比将以上数据带入计算公式，我们得出空气热机的效率为30.8%，而其与卡诺循环的效率比为75.1%。
六、实验结论通过上述实验数据分析可得：空气热机的效率低于卡诺循环的效率，符合热力学第二定律的基本原理。
同时，在实验过程中我们还发现，在空气热机的运转过程中，由于存在工作介质空气的冷热变化以及摩擦损失等因素，其效率会发生不同程度的变化。
空气热机原理实验
图1空气热机工作原理
当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温
区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大
并推动工作活塞向上运动，如图1 b所示，在此过程中热能转换为飞轮转
动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向
年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。虽然现
在已经发展了内燃机、燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于
帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学中的重要内容，是很好的热学实验
教学仪器。
一、实验目的
1、理解热机原理及循环过程；
2、测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；
3、测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率。
可逆机尽量接近可逆机。就温度而言，应尽量的提高冷热源的温度差。
本实验中，A、T1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱΔT均可测量，A与η成正比，测量不同冷热端温度
时的A，可验证卡诺定理。
当热机带负载时，热机向负载输出的功率可由力矩计测量计算而得，
且热机实际输出功率的大小随负载的变化而变化。在这种情况下，可测量
计算出不同负载大小时的热机实际效率。
和容积信号之间的相位关系等，并把P-V图调节到最适合观察的位置。等
待约10分钟，温度和转速平衡后，记录当前加热电压，并从热机测试仪上
读取温度和转速，从双踪示波器显示的P-V图估算P-V图面积，记入表1
中。
逐步加大加热功率，等待约10分钟，温度和转速平衡后，重复以上测
量4次以上，将数据记入表1。
以ΔT/ T1为横坐标，A为纵坐标，在坐标纸上作A与ΔT/ T1的关系图，
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告范文篇一：空气热机实验论文报告摘要：热机是将热能转换为机械能的装置，空气热机结构简单、便于操作。
空气热机实验通过对空气热机探测仪、计算机等操作来理解空气热机原理及循环过程。
通过电加热器改变热端温度测量热功转换值，作出nA/ΔT与ΔT/ T1的关系图，验证卡诺定理。
逐步改变力矩大小来改变热机输出功率及转速，计算、比较热机实际转化效率。
试验表明:在一定误差范围内,随热端温度升高nA/ΔT与ΔT/ T1的关系呈现性变化，验证卡诺定理。
热端温度一定时输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
关键词：卡诺定理;空气热机;卡诺循环热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已发展了内燃机，燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学知识。
空气热机的结构如图一所示，热机主机主要有高温区、低温区、工作活塞和位移活塞、气缸、飞轮、连杆，热源等组成。
由电热方式加热位移活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移气缸间的间隙流动，提高高温与低温间的温度差可以提高热机效率。
位移活塞与工作活塞通过连杆与飞轮连接，他们的运动是不同步的，其中一个处于极值时，速度最小，另一个活塞速度最大。
图一空气热机工作原理示意图当工作活塞向下移时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞向顶端移动时，位移活塞迅速右移，使位移汽缸内气体向低温区流动，如图1 c所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
空气热机实验报告总结
空气热机实验报告总结引言空气热机是一种以空气为工质，利用热能转化为机械能的装置。
通过实验探究空气热机的工作原理和性能参数，对研究和应用具有重要意义。
实验目的1. 了解空气热机的工作原理和热力学循环；2. 测定空气热机的性能参数，如热效率和功率输出；3. 探究影响空气热机性能的因素。
实验装置和方法本次实验使用的空气热机装置主要包括压缩机、热交换器、膨胀阀和冷凝器等。
实验步骤如下：1. 启动压缩机，使空气进入热交换器；2. 在热交换器中，热空气流经膨胀阀进入冷凝器；3. 冷凝器中，由于膨胀阀的作用，空气迅速膨胀，从而产生机械能；4. 测量冷凝器输入和输出的温度、压力差等数据；5. 计算空气热机的热效率和功率输出。
实验结果与分析根据实验数据计算得到的热效率为83.6%，功率输出为1200W。
结果表明该空气热机具有较高的热能利用率和较大的功率输出。
在实验过程中，我们还发现了部分异常现象。
首先，实验开始前，热交换器的内部需要进行清洁，以保证换热效果的良好。
其次，在使用过程中，冷凝器出口处的压力较大，需注意添加适量的冷却水，以防止压力过高引发安全问题。
实验结果讨论通过本次实验，我们对空气热机的工作原理和性能参数有了更深入的认识。
热效率可以作为衡量热机性能的指标之一，它表示了输入的热能中有多少被有效转化为机械能。
在实验中，我们通过测量输入和输出的热量，计算得到了较高的热效率值，说明该空气热机能较好地利用热能。
另外，通过测量功率输出可以评估空气热机在单位时间内完成的机械功。
本次实验中，我们测得了较大的功率输出，说明该空气热机在一定程度上具有较强的动力性能。
结论通过本次实验，我们对空气热机的工作原理和性能参数有了更深入的了解。
实验结果显示，该空气热机具有较高的热效率和较大的功率输出，适用于一定范围内的功率需求。
在实验过程中，我们发现了一些问题和不足之处，如热交换器清洁、冷凝器压力控制等。
这些问题需要在实际应用中给予足够的重视和解决。
空气热机实验报告
专业：应用物理题目：空气热机实验目的1. 理解热机原理及循环过程2. 测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理3. 测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率实验仪器空气热机实验仪，空气热机测试仪，电加热器及电源，计算机（或双踪示波器）实验原理热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V 图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，对于循环过程可逆的理想热机，热功转换效率：η = A/Q1 =（Q1-Q2）/Q1=（T1-T2）/T1 = ΔT/ T1其中A 为每一循环中热机做的功，Q1 为热机每一循环从热源吸收的热量，Q2 为热机每一循环向冷源放出的热量，T1 为热源的绝对温度，T2 为冷源的绝对温度。
实验步骤（1）卡诺定理1.根据空气热机仪器说明书连线。
取下力矩计，将加热电压加到36 伏左右。
等待约6～10 分钟，加热电阻丝已发红后，用手顺时针拨动飞轮运转热机。
2.减小加热电压至第1 档（24 伏左右），调节示波器，观察压力和容积信号，以及压力和容积信号之间的相位关系等，并把P-V 图调节到最适合观察的位置。
3.等待约10 分钟，温度和转速平衡后，记录当前加热电压，并从热机测试仪（或计算机）上读取温度和转速，开启计算机软件，使用计算机软件读取P-V 图面积S并记录。
空气热机实验
实验内容与步骤
1. 用手顺时针拨动飞轮，结合原理图仔细观察热机循环过程中工 作活塞与位移活塞的运动情况，理解空气热机的工作原理。 2. 连接好实验装置，将加热电压加到36伏。等待约10分钟，加热 电阻丝已发红后，用手顺时针拨动飞轮，热机即可运转（若运 转不起来，可看看热机实验仪显示的温度，冷热端温度差在50 度以上时易于起动）。 3. 减小加热电压至24伏，测量加热电压和电流。等待约10分钟， 24 10 温度和转速平衡后，从热机实验仪上读取温度和转速，从计算 机上读取（或从示波器显示的P-V图估算）P-V图面积，填入 表格中。 4. 逐步加大加热功率，重复以上测量。 5. 在最大加热功率下，调节力矩计的摩擦力（不要停机），待输 出力矩，转速，温度稳定后，读取并纪录各项参数于表1中。 6. 逐步增大输出力矩，重复以上测量5次以上。
表1 测量不同冷热端温度时的热功转换值
加热 热端 温度 A（P-V 热机 ΔT/ T1 电压V 温度T1 差ΔT 图面积） 转速n
nA/ΔT
容积（X通道）：
示波器观测的热机实验P-V曲线图 示波器观测的热机实验 曲线图 根据容积V，压强P与输出电压的关系，可以换算为焦耳。
1V பைடு நூலகம் = 0.288 J
空气热机实验
实验目的
1．理解热机原理及热循环过程 ； 2．测量不同输入功率下热功转换效率，验证卡诺定理 ； 3．测量热机输出功率随负载的变化关系，计算热机实际效率 。
实验仪器
空气热机实验仪；空气热机测试仪；电加热器及电源，计算 机（或双踪示波器）
实验原理
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。 工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。位移活塞 是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间 是非封闭的占位活塞， 不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。工作活塞与位 不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。 移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最 移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时， 小，而另一个活塞的速度最大。 而另一个活塞的速度最大。 当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温 当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移， 区流动，如图a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推 区流动，如图a所示；进入高温区的气体温度升高， 动工作活塞向上运动，如图b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机 动工作活塞向上运动，如图b 所示， 械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区 械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移， 流动，如图c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同 流动，如图c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小， 时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图d 所示。在 时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图d 所示。 一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。 图所围的面积。 一次循环过程中气体对外所作净功等于 图所围的面积
空气热机原理实验
据示波器上的图形估算得到，其单位为焦耳；其他的数值可以根据前面的
读数计算得到。
（2）示波器P-V图面积的估算方法如下。根据仪器介绍和说明，用
Q9线将仪器上的示波器输出信号和双踪示波器的X、Y通道相连。将X
通道和Y通道的调幅旋钮旋合适档位，然后两个通道都取交流档位，并在
热器上的两个接线柱不需要区分颜色，可以任意连接。
四、实验内容及步骤
用手顺时针拨动飞轮，结合图1仔细观察热机循环过程中工作活塞与
位移活塞的运动情况，切实理解空气热机的工作原理。
（1）测量不同冷热端温度时的热功转换值
根据测试仪面板和仪器说明，将各部分仪器连接起来，开始实验。取
下力矩计，将加热电压加到36伏。等待约6～10分钟，加热电阻丝已发红
15－电源开关：打开和关闭仪器。
4、各部分仪器的连接方法
将各部分仪器安装摆放好后，根据实验仪上的标识使用配套的连接线
将各部分仪器装置连接起来。其连接方法为：
（1）用适当的连接线将测试仪的“压力信号输入”、“T1 / T2输入”和“转
速/转角信号输入”三个接口与热机底座上对应的三个接口连接起来；
（2）用一根Q9线将主机测试仪的压力信号和双踪示波器的Y通道连
时的A，可验证卡诺定理。
当热机带负载时，热机向负载输出的功率可由力矩计测量计算而得，
且热机实际输出功率的大小随负载的变化而变化。在这种情况下，可测量
计算出不同负载大小时的热机实际效率。
三、实验仪器
本实验所用仪器为空气热机实验仪，空气热机测试仪，电加热器和电
源，以及双踪示波器。
1、空气热机实验仪
空气热机为电加热型，其结构图见图2。热机飞轮下部装有双光电门，
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告范文空气热机实验报告范文篇一：空气热机实验论文报告摘要：热机是将热能转换为机械能的装置，空气热机结构简单、便于操作。
空气热机实验通过对空气热机探测仪、计算机等操作来理解空气热机原理及循环过程。
通过电加热器改变热端温度测量热功转换值，作出nA/ΔT与ΔT/ T1的关系图，验证卡诺定理。
逐步改变力矩大小来改变热机输出功率及转速，计算、比较热机实际转化效率。
试验表明:在一定误差范围内,随热端温度升高nA/ΔT与ΔT/ T1的关系呈现性变化，验证卡诺定理。
热端温度一定时输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
关键词：卡诺定理;空气热机;卡诺循环热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已发展了内燃机，燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学知识。
空气热机的结构如图一所示，热机主机主要有高温区、低温区、工作活塞和位移活塞、气缸、飞轮、连杆，热源等组成。
由电热方式加热位移活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移气缸间的间隙流动，提高高温与低温间的温度差可以提高热机效率。
位移活塞与工作活塞通过连杆与飞轮连接，他们的运动是不同步的，其中一个处于极值时，速度最小，另一个活塞速度最大。
图一空气热机工作原理示意图当工作活塞向下移时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的.气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞向顶端移动时，位移活塞迅速右移，使位移汽缸内气体向低温区流动，如图1 c所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
实验八空气热机实验
学号：年级专业：姓名：实验八空气热机实验【实验目的】1．理解热机原理及热循环过程2．测量不同输入功率（冷热端温差改变）下热功转换效率，验证卡诺定理3．测量热机输出功率随负载的变化关系，计算热机实际效率【实验仪器】空气热机，热源（可选择电加热或酒精灯加热），热机实验仪，计算机（或示波器），力矩计【实验原理】空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a 所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，热机的热功转换效率：η （T1-T2）/T1= ΔT/ T1式中T2为冷源的绝对温度，T1为热源的绝对温度，热机冷热源的温度比值越小，热机的热功效率越高。
空气热机实验报告
空气热机实验报告空气热机实验报告【实验目的】1．理解热机原理及循环过程2．测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理3．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率【实验原理】空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，对于循环过程可逆的理想热机，热功转换效率：η = A/Q1 =（Q1-Q2）/Q1=（T1-T2）/T1 = ΔT/ T1式中A为每一循环中热机做的功，Q1 为热机每一循环从热源吸收的热量，Q2为热机每一循环向冷源放出的热量，T1为热源的绝对温度，T2为冷源的绝对温度。
空气加热实验报告
一、实验目的1. 了解空气加热的基本原理和过程。
2. 掌握空气加热设备的操作方法。
3. 探讨影响空气加热效果的因素。
4. 分析空气加热实验数据，验证实验结论。
二、实验原理空气加热实验是通过加热设备将空气中的热量传递给空气，使空气温度升高。
实验过程中，利用热交换原理，将热源的热量传递给空气，使空气温度升高。
实验原理如下：Q = cmΔt式中：Q为传递的热量；c为空气的比热容；m为空气的质量；Δt为空气温度的变化。
三、实验设备与材料1. 空气加热设备：电加热器、风机、加热管道等。
2. 测量仪器：温度计、湿度计、流量计等。
3. 实验材料：空气、加热介质等。
四、实验步骤1. 准备实验设备，确保设备正常运行。
2. 调节电加热器功率，使空气加热设备达到预定温度。
3. 通过风机将空气送入加热管道，使空气在加热管道中流动。
4. 利用温度计测量加热前后空气的温度变化。
5. 记录实验数据，包括空气温度、湿度、流量等。
6. 分析实验数据，验证实验结论。
五、实验结果与分析1. 实验结果实验过程中，空气加热设备运行正常，加热管道内空气温度逐渐升高。
实验数据如下：实验次数 | 空气温度（℃） | 湿度（%） | 流量（m³/h）---------|----------------|------------|--------------1 | 20 | 50 | 5002 | 40 | 45 | 5003 | 60 | 40 | 5002. 实验分析（1）空气加热效果与加热时间的关系随着加热时间的延长，空气温度逐渐升高，但升高速度逐渐减慢。
这是由于加热设备的热量传递效率逐渐降低，以及空气加热过程中热量的损失。
（2）空气加热效果与加热功率的关系加热功率越高，空气加热效果越好。
当加热功率达到一定值后，空气加热效果趋于稳定。
（3）空气加热效果与空气流量、湿度、管道材质等因素的关系空气流量、湿度、管道材质等因素都会影响空气加热效果。
空气热机实验原理介绍
空气热机实验原理介绍前言空气热机是一种利用空气热量转化为功的设备，它的工作原理基于热力学的原理。
本文将详细介绍空气热机的实验原理，并对其应用领域和未来发展进行探讨。
一、热力学基础热力学是研究热能和功的转化关系的学科，它是空气热机实验的基础。
根据热力学第一定律，能量是守恒的，即能量的输入等于输出。
而热力学第二定律规定了热能只能从热源高温区向低温区传递，并且在传递过程中一定会有一部分热量被转化为有用的功。
二、空气热机实验原理1. 实验装置空气热机的实验装置主要由以下几部分组成：热源、工作物质、工作物质循环系统、热交换器和功输出装置。
2. 工作原理空气热机的工作原理可以概括为以下几个步骤：（1）热源供给热量：热源（通常是燃烧炉或太阳能）提供高温的空气，将热能传给工作物质。
（2）工作物质的膨胀：高温的空气使工作物质（通常是气体）膨胀，由于膨胀过程中分子间的碰撞，使工作物质中的气体分子运动方向趋于各向同性，产生压强。
（3）热交换：膨胀后的工作物质通过热交换器与低温的空气或其它介质进行热交换，使工作物质的温度下降，从而能够继续吸收热量。
（4）压缩：工作物质在低温环境下被压缩，将吸收的热量转化为机械能，实现功的输出。
（5）工作物质循环：压缩后的工作物质再次进入热源，循环进行。
三、应用领域空气热机实验广泛应用于能源转化和环境保护等领域。
以下是一些主要的应用领域：1. 能源利用：空气热机可以将热能转化为有用的功，从而提供动力。
它可以用于发电、驱动车辆和船只等。
2. 火箭动力：空气热机在航天领域有着重要的应用，例如火箭发动机。
3. 热泵技术：热泵技术利用空气热机原理，将低温热能转化为高温热能，实现供暖和制冷等功能。
4. 回收利用：利用废热发电和余热利用等技术，可以最大限度地回收利用废热资源，提高能源利用效率。
四、未来发展随着对可再生能源的需求不断增长，空气热机作为一种高效且环保的能源转换技术，具有广阔的发展前景。
未来的发展方向有以下几个方面：1. 提高工作效率：通过提高空气热机的工作效率，实现能源利用的最大化。
空气热机实验报告
空气热机实验报告【实验目的】1．理解热机原理及循环过程2．测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理3．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率【实验原理】空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a 所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，对于循环过程可逆的理想热机，热功转换效率：η = A/Q1 =（Q1-Q2）/Q1=（T1-T2）/T1 = ΔT/ T1式中A为每一循环中热机做的功，Q1为热机每一循环从热源吸收的热量，Q2为热机每一循环向冷源放出的热量，T1为热源的绝对温度，T2为冷源的绝对温度。
实际的热机都不可能是理想热机，由热力学第2定律可以证明，循环过程不可逆的实际热机，其效率不可能高于理想热机，此时热机效率：η≦ΔT/ T1卡诺定理指出了提高热机效率的途径，就过程而言，应当使实际的不可逆机尽量接近可逆机。
实验八空气热机实验
学号：年级专业：姓名：实验八空气热机实验【实验目的】1．理解热机原理及热循环过程2．测量不同输入功率（冷热端温差改变）下热功转换效率，验证卡诺定理3．测量热机输出功率随负载的变化关系，计算热机实际效率【实验仪器】空气热机，热源（可选择电加热或酒精灯加热），热机实验仪，计算机（或示波器），力矩计【实验原理】空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a 所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，热机的热功转换效率：η （T1-T2）/T1= ΔT/ T1式中T2为冷源的绝对温度，T1为热源的绝对温度，热机冷热源的温度比值越小，热机的热功效率越高。
空气热机实验报告
一、实验目的1. 理解空气热机的工作原理和循环过程。
2. 验证卡诺定理，分析热功转换效率。
3. 掌握空气热机实验的操作方法和数据处理技巧。
二、实验原理热机是一种将热能转换为机械能的装置。
空气热机以空气作为工作介质，结构简单，便于操作。
其工作原理基于卡诺循环，即通过在高温区和低温区之间进行热交换，将热能转换为机械能。
卡诺定理指出，在相同的高温热源和低温冷源之间工作的所有热机，其热效率相同，且等于高温热源温度与低温冷源温度之比。
即：\[ \eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} \]其中，\(\eta\) 为热机的热效率，\(T_c\) 为低温冷源温度，\(T_h\) 为高温热源温度。
三、实验仪器与设备1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 力矩传感器5. 数据采集卡6. 铅笔、纸、计算器四、实验步骤1. 将空气热机探测仪连接到计算机上，并打开相关软件。
2. 将电加热器连接到空气热机的高温端，并设置加热功率。
3. 启动电加热器，并记录高温端温度的变化。
4. 使用力矩传感器测量热机的输出力矩，并记录转速。
5. 改变加热功率，重复步骤3和4，得到不同热源温度下的热机输出功率和转速。
6. 利用数据采集卡记录实验数据，并进行分析处理。
五、实验结果与分析1. 通过实验数据，绘制了nA/T与T/T1的关系图，验证了卡诺定理。
2. 在一定误差范围内，随着热端温度的升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化。
3. 当热端温度一定时，输出功率随负载增大而增大，转速减小。
六、实验结论1. 空气热机实验验证了卡诺定理，即热机的热效率与高温热源和低温冷源的温度有关。
2. 空气热机的输出功率和转速与热源温度、负载等因素有关。
3. 本实验为理解和研究热机原理提供了有益的参考。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止触电和烫伤。
2. 在操作电加热器时，要控制好加热功率，避免过热。
3. 实验数据要准确记录，并进行分析处理。
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空气热机实验
热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已发展了内燃机，燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学知识。
【实验目的】
空气热机原理、卡诺循环、卡诺定理
【实验原理】
空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
图1 空气热机工作原理
对于循环过程可逆的理想热机，热功转换效率：
η = A/Q1 =（Q1-Q2）/Q1=（T1-T2）/T1 = ΔT/ T1
实际热机：η≦ΔT/ T1
正比于ΔT/n，n为热机转速，η正比于热机每一循环从热源吸收的热量Q
1
及ΔT均可测量，测量不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它n A/ΔT。
n，A，T
1
的关系，可验证卡诺定理。
与ΔT/ T
1
当热机带负载时，热机向负载输出的功率可由力矩计测量计算而得，且热机实际输出功率的大小随负载的变化而变化。
在这种情况下，可测量计算出不同负载大小时的热机实际效率。
【实验仪器】
ZKY-RJ型空气热机实验仪、示波器
【实验内容】
1．测量不同冷热端温度时的热功转换值（表1），作nA/ΔT 与ΔT/ T 1的关系图，
验证卡诺定理。
2．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系（表2），作图分析。
【注意事项】
1．加热端在工作时温度很高，而且在停止加热后1小时内仍然会有很高温度，
请小心操作，否则会被烫伤。
2．热机在没有运转状态下，严禁长时间大功率加热，若热机运转过程中因各种
原因停止转动，必须用手拨动飞轮帮助其重新运转或立即关闭电源，否则会损坏仪器。
3．热机汽缸等部位为玻璃制造，容易损坏，请谨慎操作。
4．记录测量数据前须保证已基本达到热平衡，避免出现较大误差。
等待热机稳
定读数的时间一般在10分钟左右。
5．在读力矩的时候，力矩计可能会摇摆。
这时可以用手轻托力矩计底部，缓慢
放手后可以稳定力矩计。
如还有轻微摇摆，读取中间值。
6．飞轮在运转时，应谨慎操作，避免被飞轮边沿割伤。
图 3 波尔振动仪
1.光电门H；
2.长凹槽C；
3.短凹槽D；
4.铜质摆轮A；
5.摇杆M；
6.蜗卷弹簧B；
7.支承架；8.阻尼线圈K；9.连杆E；10.摇杆调节螺丝；11.光电门I；12.角度盘G；13.有机玻璃转盘F；14.底座；15.弹簧夹持螺钉L；16.闪光灯。