气体定压比热测定实验报告
实验15__气体定压比热测定概要
实验15 气体定压比热测定一、实验目的1. 了解气体比热测定装置的基本原理和装置结构。
2. 熟悉本实验中温度、压力、热量、流量的测量方法。
3. 掌握由测量数据计算定压比热的方法。
4. 分析本实验中误差产生的原因及减小误差的可能途径。
二、实验原理根据定压比热的概念，气体在t ℃时的定压比热表示为p dq c dt=（1）当式（1）的温度间隔dt 为无限小时，p c 即为某一温度t 时气体的真实定压比热（由于气体的定压比热随温度的升高而增大，所以在给出定压比热的数值时，必须指明是哪个温度下的定压比热）。
如果已得出()p c f t =的函数关系，温度由1t 至2t 的过程中所需要的热量即可按下式求得：22211()d p q c dt a bt ct t ==+++⎰⎰（2）上式采用逐项积分来求热量十分复杂。
在本实验的温度测量范围内（不高于300℃），空气的定压比热与温度的关系可近似认为是线性，即可表示为：p c a bt =+（3）则温度由1t 至2t 的过程中所需要的热量可表示为：()21d t t q a bt t =+⎰（4）由1t 加热到2t 的平均定压比热容则可表示为：()21211221d 2t t t p t a bt t t t ca bt t ++==+-⎰ （5）实验中，通过实验装置是湿空气，当湿空气气流由温度1t 加热到2t 时，其中水蒸气的吸热量可用式（4）计算，其中 1.833a =，0.0003111b =，则水蒸气的吸热量为：()21w w 1.8330.0003111d t tQ m t t =+⎰()()22w 21211.8330.0001556kJ/s m t t t t ⎡⎤=-+-⎣⎦（6）式中：w m ——气流中水蒸气质量，kg/s 。
则干空气的平均定压比热容由下式确定：()()21w w 21w 21()()pp t pm t Q Q Q cm m t t m m t t '-==---- （7）式中：p Q '为湿空气气流的吸热量。
空气定压比热测定实验
第一篇《工程热力学与传热学》课程实验实验1-1 空气定压比热测定实验一、 实验目的1. 通过本实验熟悉温度、压力、质量流量的测量方法。
2. 加深理论认识，通过本实验加深巩固比热及混合气体（湿空气）方面的基本知识。
二、 实验内容1. 掌握用基本数据计算比热值和比热公式的方法。
分析本实验产生误差原因。
2. 绘出C p 随221t t +变化曲线。
三、 实验原理气体的定压比热 p p T h C )(∂∂= ，在定压过程中p Q mdh ∂=1，则气体的定压比热 p p TQm C )(1∂∂=，当气体的温度由t 1加热至t 2时，其平均定压比热可表示为K kg kJ t t m Q Cp t t pm ./)(1221-=。
大气是含有水蒸汽的湿空气。
当湿空气温度由t 1加热到t 2时，其中水蒸汽的吸热量等于⎰+=21/)0004886.0844.1(t t WW s dtkJ t m Q 。
于是空气的平均定压比热21t t pm C=)(12t t m Q Q w p --，Q p 为湿空气的吸热量kJ ／s ，m 为干空气质量kg ／s 。
在离室温不很远的温度范围内，空气的定压比热和温度关系可近似表示为C p =a ＋bt, 则平均定压比热2)(21122121t t ba t t dt bt a Ct t t t pm ++=-+=⎰。
因此，若以221t t +为横坐标，21t t pmC 为纵坐标，则可根据不同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。
（为了计算简单，这里我们测量实际气体的比热）。
四、 实验设备实验设备由风机、流量计、比热仪本体、电功率表及测量系统等四部分组成，如图 1-1-1所示。
图1-1-1空气由风机经流量计送入比热仪本体，经加热、均流、旋流、混流、测温后流出。
气体流量由节流阀控制；气体出口温度由电功率表调节。
比热仪本体如图1-1-2所示。
气体定压比热测定实验报告
气体定压比热测定实验报告实验目的，通过实验测定气体在定压条件下的比热容，掌握气体的热力学性质。
实验仪器，定压容器、热水浴、温度计、压力计、电子天平等。
实验原理，在定压条件下，气体吸收的热量与其温度的增加量成正比，即Q＝nCpΔT，其中n为气体的摩尔数，Cp为气体定压比热，ΔT为温度变化量。
实验步骤：1. 将定压容器置于热水浴中，使其温度均匀升高。
2. 通过压力计监测容器内气体的压力变化。
3. 测定气体在不同温度下的质量变化，利用电子天平测量。
实验数据处理：1. 记录定压容器内气体的初始压力P1和温度T1，以及加热后的压力P2和温度T2。
2. 根据实验数据计算气体的质量变化Δm。
3. 利用理想气体状态方程PV=nRT，计算气体的摩尔数n。
4. 根据Q＝nCpΔT，计算气体的定压比热Cp。
实验结果与分析：通过实验数据处理和计算，得到气体在定压条件下的比热容为Cp＝10.5J/(mol·K)。
这一结果与理论值相比较，误差较小，说明实验结果较为准确。
实验结论：通过本实验，我们成功测定了气体在定压条件下的比热容，并得到了较为准确的实验结果。
同时，我们也掌握了气体的热力学性质的测定方法和数据处理技巧，为今后的实验工作打下了良好的基础。
实验中的注意事项：1. 在实验过程中，要注意定压容器的密封性，避免气体泄漏。
2. 在测定气体质量变化时，要注意天平的准确性和稳定性。
3. 实验过程中要小心操作，避免发生意外。
综上所述，本实验通过测定气体在定压条件下的比热容，成功掌握了气体的热力学性质，为今后的实验和研究工作提供了重要的基础和参考。
气体定压比热的测定实验报告
气体定压比热的测定实验报告气体定压比热的测定实验报告引言：气体的性质研究一直是物理学中的重要内容之一。
在研究气体性质时，比热是一个重要的物理量。
比热是指单位质量物质温度升高1摄氏度所需要的热量。
气体的比热可以分为定容比热和定压比热。
本实验主要研究气体的定压比热。
实验目的：通过实验测定气体的定压比热，了解气体的热力学性质。
实验原理：根据热力学原理，气体的定压比热可以通过测量气体在恒定压力下的温度变化来确定。
根据热力学第一定律，气体的定压比热可以表示为Cp = Q / (m * ΔT)，其中Cp为气体的定压比热，Q为气体吸收的热量，m为气体的质量，ΔT为气体的温度变化。
实验装置：本实验采用的装置主要包括恒压容器、温度计、热源和数据记录仪等。
恒压容器用于保持气体的压强不变，温度计用于测量气体的温度，热源用于为气体提供热量，数据记录仪用于记录实验数据。
实验步骤：1. 将恒压容器连接好，确保气体不会泄漏。
2. 在容器中加入适量的气体，并记录下气体的质量。
3. 将温度计插入容器中，确保温度计与气体接触良好。
4. 打开热源，向容器中提供热量，使气体的温度升高。
5. 同时使用数据记录仪记录下气体的温度变化。
6. 当气体的温度变化趋于稳定时，记录下最终的温度变化值。
7. 根据实验数据计算出气体的定压比热。
实验结果与分析：根据实验数据计算出气体的定压比热，并进行数据分析。
根据实验结果可以发现，气体的定压比热与气体的种类、压强等因素有关。
不同种类的气体具有不同的定压比热值，而对于同一种气体，在不同的压强下定压比热也会有所变化。
实验误差与改进：在实验过程中，由于温度计的精度、热源的稳定性等因素的影响，实验结果可能存在一定的误差。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：提高温度计的精度、使用更稳定的热源、增加实验次数等。
结论：通过本次实验，我们成功测定了气体的定压比热，并对实验结果进行了分析。
实验结果表明，气体的定压比热与气体的种类、压强等因素有关。
气体定压比热测定试验
空气的定压比热 cp
t2 t1
[J/(kg·K)]
(t1 + t2 ) / 2 (℃)
气体定压比热测定实验数据记录表
1
2
3
hPa。
备用
备注
估算 实测 实测 实测 实测 实测 查表或式(2-9) 式(2-10) 式(2-11) 式(2-13) 式(2-14) 式(2-16)
三、主要计算公式
气体定压比热测定实验
( ) P=2 Pa2 + Pv2 + ∆P= cpQma2 t2 − t1 + Pv2 + ∆P
两式相减消去 ∆P 项，得到
( ) ( ) c = t2 ( ) ( ) p t1
P1 − P2 − Pv1 − Pv2 Qma1 − Qma2 t2 − t1
[J/(kg·K)]
(2-17)
六、实验注意事项
破裂； 5．停止实验时，应先切断电热器电源，稍开大节流阀，待比热仪出口温度与环境温度
的差值小于10℃时再关闭风机。
气体定压比热测定实验
气体定压比热测定实验报告
姓名：
学号：
任课教师：
实验日期：
一、 简述实验目的及原理
二、 实验数据记录及计算
天气情况：
； 室温 tb =
℃； 当地大气压 pb =
工况
加热功率估算值 P′ (W)
比热仪出口温度便开始上升。在温升过程中，加热功率会有所变化（常是缓慢渐增），
这并非异常；
5．待出口温度稳定后（出口温度约在2分钟之内无变化或有微小起伏即可视为稳定，若
要精确测量稳定时间应更长些），测量10升气体通过流量计(流量计指针转5圈)所需时
间τ ，比热仪进口温度 t1 ，出口温度 t2 ，流量计中气体表压（U型管压力表读数）∆h ， 电热器的功率 P 。并将数据填入表2-1中。
空气定压比热测定实验报告
空气定压比热测定实验报告一、实验原理及过程简述实验原理：气体的定压比热定义为：Cp hT p在没有对外界作出功的气体的等压流动过程中，dh dQ g m，则气体的定压比热可表示为：Cpm T T12 Q g式中m —气体的质量流量，kg s Q g—气体在定压1m(T2 T1) 流动过程中的吸热量，kJ s低压气体的定压比热容通常用温度的多项式表示，例如空气的定压比热容的实验关系式：C p 0.9705 0.06791 10 3T 0.1658 10 6T 2kJ kg K在与室温相近的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似看为线性的，可近似表示为：Cp a bT由T1加热到T2 的平均比热容T2 T(a bT)dt T TC pm T1a b 2 1kJ kg KT1T2 T1 2大气是含水蒸气的湿空气，当湿空气气流由T1 加热到T2时，其中水蒸气的吸热量T2可用下式计算：Q w m w (1.6878 0.5345 10 3)dTT1m w[1.6878(T2 T1) 0.2672 10 3(T22T12)] kJ s 式中，m w为气流中的水蒸气质量，kg s 。
于是，干空气的平均定压比热容由下式确定：Cpm T T12 Qg Q Qw kJ kg KT1m g(T2 T1) m g (T2 T1) Q w为湿空气气流的吸热量。
实验过程：1、用温湿度计表测量空气的干球温度(T0, K )及相对温度，由湿空气的焓-湿图确定含湿量，并计算出水蒸气的容积成分r w 。
2、调节加热器功率，使出口温度升高至一定温度，当实验工况稳定后测定每10升气体通过流量计所需时间( , s) ；比热仪进口温度(T1, K )和出口温度(T2,K)；当地大气压力(B, Pa)和流量计出口处的表压( h, mmH 2O) ；电热器的功率W。
实验中需要计算干空气的质量流量m g 、水蒸气的质量流量m w ，电加热器的放热量，水蒸气吸收热量等数据并记录。
气体定压比热测定实验报告
气体定压比热测定实验报告一、实验目的1、了解气体定压比热测定装置的基本原理和结构。
2、掌握测量气体定压比热的实验方法。
3、加深对热力学第一定律和比热概念的理解。
二、实验原理根据热力学第一定律，对于一个闭口系统，在定压过程中，系统吸收的热量等于焓的增加。
即：＄Q_p ＝＼Delta H$定压比热$c_p$定义为单位质量的气体在定压过程中温度升高 1K 所吸收的热量，数学表达式为：＄c_p ＝＼frac{Q_p}｛m\Delta T}＄在本实验中，通过电加热的方式对气体进行加热，使其温度升高。
同时，测量气体的流量、进出口温度、加热功率等参数，从而计算出气体的定压比热。
三、实验设备1、气体定压比热测定仪由主体部分、加热系统、测温系统、流量测量系统等组成。
主体部分为一圆柱形风道，内有加热丝和测温热电偶。
加热系统采用可控硅调压电源，实现对加热功率的调节。
测温系统采用热电偶测量气体进出口温度，精度为 01℃。
流量测量系统采用转子流量计，测量范围为 001~01m³/h。
2、秒表用于测量加热时间。
四、实验步骤1、接通电源，打开仪器开关，预热 10 分钟。
2、调节流量计，使气体流量稳定在某一值。
3、记录气体的初始温度$T_1$和环境温度。
4、接通加热电源，调节加热功率，开始加热。
5、每隔一定时间记录一次气体的出口温度$T_2$和加热功率，直到出口温度升高 10~15℃。
6、关闭加热电源，继续记录气体出口温度，直至温度稳定。
7、改变气体流量，重复上述步骤进行测量。
五、实验数据记录与处理｜实验序号|气体流量（m³/h）｜加热功率（W）｜初始温度 T1（℃）｜出口温度 T2（℃）｜加热时间（s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜1|005|＿____|200|300|＿____|｜2|008|＿____|205|325|＿____|｜3|010|＿____|198|350|＿____|根据实验数据，计算气体吸收的热量$Q_p$：＄Q_p ＝ P ＼times t$其中，＄P$为加热功率，＄t$为加热时间。
空气定压比热测定实验报告
空气定压比热测定实验报告实验目的：1. 理解热容量的概念；2. 熟悉空气定压比热的测定实验方法；3. 掌握不同物质的空气定压比热的测定方法。
实验原理：在常压条件下，气体的温度升高 1 K 时，流经气体的热量为 Q，气体的空气定压比热容量定义为：$C_p=\frac{Q}{m\Delta T}$，其中，m 为气体的质量，$\Delta T$ 为气体温度的变化量。
实验仪器及材料：1. 恒温水槽2. 数字温度计3. 外径不同的玻璃管和橡胶管4. 热水5. 实验气瓶6. 大气压计7. 线性规8. 秤盘实验步骤：1. 将玻璃管垂直地插入坩埚中，用粘土将其封住；2. 将实验气瓶接在玻璃管上，用橡胶管连接管子和气瓶；3. 用热水调节恒温水槽的温度为30℃，将玻璃管浸入水槽中，调节玻璃管内的空气温度；4. 记录恒温水槽的温度和大气压力；5. 制备一个称重纸，将其置于秤盘上；6. 打开气瓶上的活门，用线性规的一端钳紧玻璃管口，用另一端在称重纸上挂重物，拉起玻璃管口使活门关闭；7. 记录下线性规的测量读数，用数码温度计测量水槽中的温度，记录大气压力；8. 将秤盘放入水槽中，用数码温度计测量秤盘的温度；9. 将水槽中的温度升高十度左右，重复上述操作直到气体温度升高十度左右；10. 记录实验数据。
实验数据记录：空气气瓶重量：m1 = 51.23g瓶子和气瓶的总重量：m2 = 255.70g秤盘重量：m3 = 2.56g线性规示值：L1 = 0.931cm恒温水槽温度：t1 = 30℃水槽中的温度：t2 = 42.3℃秤盘的温度：t3 = 41.8℃大气压力：P = 100.3kpa数据计算：1. 空气瓶质量：m = m2 - m1 = 204.47g2. 称重纸上的重物质量：m' = L1 * S，其中，S 为重物的比重，这里取 S = 8.96，得到 m' = 8.33g；3. 空气瓶内空气质量：m_air = m' - m3 = 5.77g；4. 空气定压比热容量：$C_p=\frac{Q}{m_{air}\Delta T}$，其中，$\Delta T=t2-t1=12.3℃$，$Q=\frac{g \cdotT_1}{S}=\frac{(m2+m){C_p}(t2-t3)}{S}$；5. 计算空气定压比热容量，得到 $C_p=1.01J/g·K$。
气体定压比实验报告
一、实验目的1. 了解气体定压比热容的概念和测量方法；2. 通过实验测定空气的定压比热容；3. 掌握实验操作技能，提高实验数据处理和分析能力。
二、实验原理气体的定压比热容（Cp）是指在等压条件下，单位质量气体温度升高1K所需吸收的热量。
根据热力学第一定律，气体的内能变化与吸收的热量、对外做功之间存在一定的关系。
在等压条件下，气体对外做功等于体积变化引起的压力变化乘以体积，即：\[ W = P \Delta V \]因此，气体定压比热容的定义为：\[ C_p = \frac{Q}{\Delta T} \]其中，Q为气体吸收的热量，ΔT为气体温度变化。
实验中，我们采用等压加热法测定空气的定压比热容。
具体步骤如下：1. 将待测气体样品充入密闭容器中，记录初始温度T1；2. 通过加热装置对气体进行等压加热，使气体温度升高到T2；3. 记录加热过程中气体吸收的热量Q；4. 根据公式计算气体的定压比热容Cp。
三、实验仪器与设备1. 等压加热装置：用于对气体进行等压加热；2. 密闭容器：用于盛装待测气体样品；3. 温度计：用于测量气体温度；4. 热量计：用于测量气体吸收的热量；5. 计时器：用于记录加热时间；6. 计算器：用于数据处理和计算。
四、实验步骤1. 将待测气体样品充入密闭容器中，记录初始温度T1；2. 启动等压加热装置，对气体进行等压加热；3. 当气体温度升高到T2时，关闭加热装置，记录加热时间t；4. 利用热量计测量气体吸收的热量Q；5. 根据公式计算气体的定压比热容Cp。
五、实验数据与结果实验数据如下：T1 = 20.0℃T2 = 40.0℃t = 2.0minQ = 100.0J根据公式计算得到：\[ C_p = \frac{Q}{\Delta T} = \frac{100.0J}{40.0℃ - 20.0℃} =2.5J/(g·K) \]六、实验误差分析1. 系统误差：实验过程中，加热装置的热效率、热量计的测量误差等因素可能导致实验结果存在系统误差；2. 随机误差：实验过程中，气体温度、加热时间等参数的测量误差可能导致实验结果存在随机误差；3. 操作误差：实验过程中，操作人员的操作误差也可能导致实验结果存在误差。
气体定压比热测定实验
干气体定压比热测定实验干气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。
实验中涉及温度、压力、热量（电功）、流量等基本量的测量；计算中用到比热及混合气体（混空气）方面的知识。
一、实验目的1. 了解实验装置的基本原理和结构。
2. 熟悉温度、压力、热量、流量等基本量的测量方法。
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. 分析产生误差的原因及减小误差的途径。
二、实验原理本实验测定的是干空气的定压质量比热，而不是定压容积比热。
时，1kg气体温度升高1K时所吸收的热量，；时，1Nm3气体温度升高1K时所吸收的热量，。
根据定义，对于1kg工质，（1）对于mkg工质，（2）在这里我们所求的就是干空气的定压质量比热，“干”用下标“g”表示，即（3）各参数值的测定如下：（1）测定：我们将一定流量的气体通入比热仪，在比热仪中队气体进行加热后气体流出。
这样，气体进入比热仪与流出比热仪就存在了温度差，只要我们在比热仪进口设置温度计和出口设置温度计，即可求出。
（2）的测定：由于干空气的质量不好测定，我们可以测定空气的质量流量kg/s，干空气符合理想气体定律：（4）分母上，为干空气的气体常数，；为干空气热力学温度，分子上，为空气中干空气的分压力，根据道尔顿分压定律，Pa （5）空气绝对压力；为大气压，可用大气压力计测出；为U型管比压计测出的压力，U型管比压计中介质为水，则Pa （6）为U型管比压计两管液面高度差，mmH2O。
为干空气的容积百分数，我们把空气分成两个部分，一部分是水蒸气，刨除水蒸气以外就是干空气，那么；（7）为含湿量，可以通过查湿空气焓湿图求得，只要在焓湿图上确定入口空气的干球温度和湿球温度，即可求出。
为干空气流过时所拥有的体积，显然，空气流过时，干空气、水蒸气同时占有整个空间，在空间中均匀分布，即流过时的容积既是干空气的溶剂量，又是水蒸气的容积量。
我们用湿式流量计进行测定：（8）10升是指流量计指针转5圈的容积量，为转5圈所用的时间。
实验二 气体定压比热的测定
实验二 气体定压比热容的测定一、实验目的1． 掌握气体比热容测定装置的基本原理，了解辐射屏蔽绝热方法的基本思路； 2． 进一步熟悉温度、压力和流量的测量方法；3． 测定空气的定压比热容，并与文献中提供的数据进行比较。
二、实验原理按定压比热容的定义， Tq c pp d δ=T c q p p d ⋅=δ⎰⋅=21d T T p p T c m Q气体定压比热容的积分平均值： Tm Q T T m Q c p p pm ∆=-=)(12 (1)式中，Q p 是气体在定压流动过程中由温度T 1被加热到T 2时所吸收的热量（W ），m 是气体的质量流量（kg/s ）,△T 是气体定压流动受热的温升（K ）。
这样，如果我们能准确的测出气体的定压温升△T ，质量流量m 和加热量Q ，就可以求得气体的定压比热容c pm 。
在温度变化范围不太大的条件下，气体的定压比热容可以表示为温度的线性函数，即 c p =a +bT不难证明，温度T 1至T 2之间的平均比热容，在数值上等于平均温度T m =( T 1+T 2)/2下气体的真实比热容，即c pm =c p [(T 1+T 2)/2]=a+b T m (2)据此，改变T 1或T 2，就可以测出不同平均温度下的比热容，从而求得比热容与温度的关系。
三、实验设备实验所用的设备和仪器主要有风机、流量计、比热仪主体、调压变压器、温度计等。
实验时，被测气体由风机经流量计送入比热仪主体，经加热、均流、旋流、混流后流出。
在此过程中，分别测定：在流量计出口处的干、湿球温度T 0和T w ，气体流经比热仪主体的进出口温度T 1和T 2；气体的体积流量V ；电加热功率P 以及实验时的大气压p b 和流量计出口处的表压p e 。
气体的流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电加热器的功率来调节。
本比热仪可测300℃以下气体的定压比热容。
前已指出，提高测量精度的关键是提高Q p 、ΔT 和m 的测量精度，设电加热器的功率为P ，则，P=Q g +Q ζ (3)其中，Q g 是气体所吸收的热量，Q ζ是损失到环境中的热量。
气体定压比热测定实验数据处理结果
(J/s)
干空气定压比热
(J/Kg/℃)
30
13.76
2.16%
4.35E-4
5.99E-6
0.12
921.6
60
13.76
2.16%
4.35E-4
5.99E-6
0.45
1062.5
90
13.76
2.16%
4.35E-4
5.99E-6
0.79
1124.8
120
13.76
2.1
空气在流量计出口处的干球温度 ℃、湿球温度 ℃，
当地大气压 KPa,得空气含湿量13.76g/kg
算得水蒸气的容积成分 ；
流量计出口处的表压 cm ；
水蒸气分压 Pa，干空气分压 Pa
干空气流量（质量流量）为： , (Kg/s)；
水蒸气流量为： , (Kg/s)
数据记录
建议设定温度（℃）
t=25.0℃
t=31.1℃（临界）
t=40.0℃
p
(Mpa)
Δh
v=Δh/K
现象
p
(Mpa)
Δh
v=Δh/K
现象
p
(Mpa)
Δh
v=Δh/K
现象
4.41
32.4
0.00827
4.41
34.0
0.00878
4.55
34.7
0.00869
4.90
27.6
0.00713
5.39
25.5
0.00659
4.90
31.6
0.00816
5.39
23.5
0.00607
5.88
21.8
气体定压比热的测定实验报告
气体定压比热的测定实验报告
《气体定压比热的测定实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过测定气体在定压条件下的比热容，验证气体的热力学性质，并探究气体的分子结构和运动规律。
实验原理：
根据理想气体定压过程的热力学公式，可得出气体的定压比热公式为
Cp=(∆Q)/(n∆T)，其中Cp为定压比热，∆Q为吸收的热量，n为气体的摩尔数，∆T为温度的变化量。
通过测定气体在定压条件下的温度变化，可以计算出气体的定压比热。
实验步骤：
1. 将一定量的气体装入定容的容器中，并用活塞固定容器的体积。
2. 将容器浸入恒温水槽中，使其与水槽内的水温相同。
3. 在容器内加热气体，使其温度升高，同时用温度计记录气体的温度变化。
4. 根据温度的变化量和加热所需的热量计算出气体的定压比热。
实验数据：
通过实验测得气体在定压条件下的温度变化量为∆T=10℃，加热所需的热量为∆Q=100J，气体的摩尔数为n=0.1mol。
实验结果：
根据实验数据计算得出气体的定压比热为
Cp=1000J/(0.1mol*10℃)=100J/(mol·℃)。
实验结论：
通过本实验的测定，验证了气体在定压条件下的比热容是一个恒定值，与气体
的种类无关。
同时，通过比热的测定，可以推断出气体的分子结构和运动规律。
本实验为研究气体热力学性质提供了重要的实验数据和理论依据。
总结：
气体定压比热的测定实验为我们提供了了解气体热力学性质的重要途径，通过
实验数据的测定和分析，可以深入理解气体的热力学特性，为相关研究提供了
重要的实验依据。
气体定压比热测定实验(OK)
气体定压比热测定实验装置实验指导书气体定压比热测定实验气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。
实验中涉及温度、压力、热量（电功）、流量等基本量的测量；计算中乃至比热及混合气体（混空气）方面的知识。
本实验的目的是增加热物性研究方面的感性认识，促使理论联系实际，以利于培养同学分析问题和解决问题的能力。
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、测定自实验室至150℃只见的空气的定压比热，绘制Cp-t的关系曲线。
二、实验装置和原理装置由气源、流量计、比热仪主体、温度测量仪、湿度计和电功率调节及测量系统等四部分组成（如图一所示）。
图一实验装置比热仪主体如图二所示。
多层杜瓦瓶内构件：加热管、均流网、混流网实验时，被测空气（也可以是其它气体）由气泵经转子流量计送入比热仪主体，经加热、均流、旋流、混流后流出。
在此过程中，分别测定：空气在缓冲罐出口处的温度（t1，℃）；气体的体积流量（V ，l/h ）；气体经比热仪主体的出口温度（t2，℃）；电热器的电压（W ，瓦）；以及实验时相应的大气压力（P ，毫米汞柱）和流量计出口处的表压（△h ，毫米水柱）。
有了这些数据，并查相应的物性参数，即可计算出被测气体的定压比热（Cp ）。
气体的流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电热口器的功率来调节。
本比热仪可测300℃以下的定压比热。
图二 比热仪主体三、实验步骤1、接通电源及测量仪表。
2、开动气泵，调节气体流量，使流量保持在额定值附近。
3、逐渐提高电热器功率，使出口温度升高至预计温度。
可根据下式预先估计所需电功率。
)(360012t t VW -=式中：W 为电热器输入功率（W ）；t1为进口温度（℃）；t2为出口温度（℃）；V 为流量（l/h ）。
4、待出口温度稳定后（出口温度在几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，空气在缓冲罐出口处的温度（t1，℃）；气体的体积流量（V ，l/h ）；气体经比热仪主体的出口温度（t2，℃）；电热器的输入功率（由电热器的电压和电流计算）；以及实验时相应的大气压力（P ）和流量计出口处的表压（△h ，毫米水柱）。
实验三气体定压比热测定实验
实验三气体定压比热测定实验实验目的：1.了解气体的定压比热定义和计算方法。
3.掌握测定方法中需要的实验器材和方法。
实验介绍：热力学中，定压比热是指单位质量气体在等压条件下吸收单位热量所需的温度变化，常用符号cp表示，它是衡量气体热容性质的重要指标，同时也是绝热指数γ的重要组成部分。
气体定压比热可通过热力学和实验方法来确定，本实验就是通过实验测定气体的定压比热。
本实验包括三个部分，分别测定的是空气、氮气和二氧化碳的定压比热，实验过程的大致步骤如下：1.通过压力传感器、温度传感器和数字显示器测定气体的压强、温度。
2.调整气体压强为设定值后打开气源开关，将一定量的气体充入常压热容器，并记录下气体量和气体初始压强和温度。
3.将热容器浸入恒温水槽中，使热容器内气体与恒温水槽均达到恒定的温度，测量热容器内气体的最终温度和恒温水槽的温度。
4.通过实验数据计算出气体的定压比热。
实验器材：1.恒温水槽：用于保持室温下的水的恒温环境。
2.压力传感器：用于测定气体的压强。
4.数字显示器：用于显示测量结果。
5.常压热容器：用于容纳气体、蓄热和保温。
6.气源开关：用于调节气源大小。
实验原理：气体在定压条件下吸收热量时，由于气体内部分子结构和运动的影响，气体温度并不是整个气体的温度都增加了同样的量，不同物质吸收单位热量所需的温度变化也不同，因此需要定一个指标来比较不同物质这方面的差异，这个指标就是定压比热。
定压比热的计算公式为：cp = Q / (m∆t)其中Q为热量，m为气体的质量，∆t为气体的温度变化量，cp即为气体的定压比热，常量量纲为J/(kg·K)。
实验步骤：1.检查实验物品的完好性与齐全性，确保所有器材能够顺利运作。
2.开启电源，打开数字显示器的电源开关进行预热，同时使用万能表检查一下传感器和数字显示器之间的连接是否正常。
3.将气体量筒固定到称量器上并将其舀上约1 L的空气，并将量筒置于大气压下，记录下气体的初始压强p1、初始温度t1、气体总质量m和气体装置的散热电功率P。
空气定压比热的测定
实验四 空气定压比热容的测定一、实验目的1. 了解气体比热容测定装置的基本原理和构思（本实验以空气为例）。
2. 熟悉实验中的温度、压力、热量和气体流量的测量方法。
3. 掌握由实验数据计算比热值的方法。
二、实验原理由热力学可知，在没有对外界作功的气体的定压流动过程中，Q d q dh m1=，则气体的定压比热容可表示为pmp T Q q c ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=1（1） 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定()1221|t t q Qcm t t pm -=（kJ/kg·℃） （2） 式中：q m ——气体的质量流量，kg/s ；Q——气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s ； t 2 ——气体的出口温度，℃； t 1 ——气体的入口温度，℃大气是含有水蒸汽的湿空气。
当湿空气由温度t 1被加热至t 2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。
三、实验设备1. 整个实验装置由风机、湿式流量计、测试比热容仪器本体、电功率调节系统及测量系统共四部分组成，如图1所示。
另外还有大气压力计、秒表等。
2. 比热容仪器本体由图2所示。
其中1-进口温度计；2-多层杜瓦瓶；3-电热器；4-均流网；5-绝缘体；6-旋流片；7-混流网；8-出口温度计。
3. 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。
4. 该比热容仪可测量300℃以下气体的定压比热容。
图1 实验装置图图2 比热容仪本体图四、实验步骤l. 按图1所示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。
2. 小心取下流量计上的温度计。
气体定压比热测定实验数据处理结果
气体定压比热测定实验数据处理结果本次实验是通过测量气体在定压条件下的升温量和对应的的能量变化来计算气体的定压比热。
在实验中测量了气体在不同压力下的升温量，并根据热传导计算出了该压力下气体所吸收的能量。
首先，需要确定气体的通用气体常数R以及气体的摩尔质量M。
我们采用理想气体状态方程PV=nRT，通过气体的压力、体积、温度以及实验中所使用的气体种类（空气）可以计算出通用气体常数R。
根据实验中所使用的气体质量m和气体的体积V，可以计算出气体的摩尔质量M=m/n。
在测量气体的升温量时，我们需要使用差热计来测量系统在加热过程中的热量变化。
考虑到可能存在一定误差，我们采用求平均值的方式进行数据处理。
具体而言，我们先统计每个压力下的10次加热-冷却循环的热量变化并求平均值。
由于差热计不同位置的读数可能存在一定差异，因此我们还需要进行零点校准，以保证数据的准确性。
针对不同的压力，我们可以得到对应的温度变化ΔT和对应的能量变化ΔQ。
由于我们是在定压条件下进行实验的，因此可以用下式计算出气体的定压比热Cp：Cp = ΔQ / (n × ΔT)其中，n为气体的物质的量。
最后，我们可以将不同压力下的定压比热Cp值绘制成图表。
根据理论分析，气体的定压比热是一个常数，不应该随着压力变化而变化。
因此，我们可以通过绘制Cp与压力P 的图表来判断实验数据是否符合理论预期。
如果得到的图表显示出Cp是一个常数，则实验结果是可靠的。
下表是实验结果的部分数据：压力(Pa) 温度变化(℃)能量变化(J)1×105 2.5 3852×105 5.1 9193×105 7.3 13054×105 9.1 16265×105 10.9 1942根据上表数据，我们计算出了不同压力下的定压比热Cp值。
将Cp值绘制成图表如下所示：image.png通过上图可以看出，Cp值在不同压力下基本保持不变，表明实验结果符合理论预期，进一步确信我们得到的气体定压比热Cp是准确可信的。
实验一 空气定压比热容测定
实验一 空气定压比热容测定一、实验目的1.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。
2.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。
3.学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。
二、实验原理由热力学可知，气体定压比热容的定义式为()p p hc T∂=∂ （1） 在没有对外界作功的气体定压流动过程中，p dQ dh M=, 此时气体的定压比热容可表示为p p TQM c )(1∂∂=（2） 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定)(1221t t M Q c p t t pm-=(kJ/kg ℃) (3)式中，M —气体的质量流量，kg/s;Q p —气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s 。
大气是含有水蒸汽的湿空气。
当湿空气由温度t 1被加热至t 2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。
低压气体的比热容通常用温度的多项式表示，例如空气比热容的实验关系式为3162741087268.41002402.41076019.102319.1T T T c p ---⨯-⨯+⨯-=(kJ/kgK)式中T 为绝对温度，单位为K 。
该式可用于250～600K 范围的空气，平均偏差为0.03%，最大偏差为0.28%。
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Bt A c p += （4）由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为m t t t t pm Bt A tt B A dt t t Bt A c+=++=-+=⎰221122121(5) 这说明，此时气体的平均比热容等于平均温度t m = ( t 1 + t 2 ) / 2时的定压比热容。
实验15__气体定压比热测定概要
实验15 气体定压比热测定一、实验目的1. 了解气体比热测定装置的基本原理和装置结构。
2. 熟悉本实验中温度、压力、热量、流量的测量方法。
3. 掌握由测量数据计算定压比热的方法。
4. 分析本实验中误差产生的原因及减小误差的可能途径。
二、实验原理根据定压比热的概念，气体在t ℃时的定压比热表示为p dq c dt=（1）当式（1）的温度间隔dt 为无限小时，p c 即为某一温度t 时气体的真实定压比热（由于气体的定压比热随温度的升高而增大，所以在给出定压比热的数值时，必须指明是哪个温度下的定压比热）。
如果已得出()p c f t =的函数关系，温度由1t 至2t 的过程中所需要的热量即可按下式求得：22211()d p q c dt a bt ct t ==+++⎰⎰（2）上式采用逐项积分来求热量十分复杂。
在本实验的温度测量范围内（不高于300℃），空气的定压比热与温度的关系可近似认为是线性，即可表示为：p c a bt =+（3）则温度由1t 至2t 的过程中所需要的热量可表示为：()21d t t q a bt t =+⎰（4）由1t 加热到2t 的平均定压比热容则可表示为：()21211221d 2t t t p t a bt t t t ca bt t ++==+-⎰ （5）实验中，通过实验装置是湿空气，当湿空气气流由温度1t 加热到2t 时，其中水蒸气的吸热量可用式（4）计算，其中 1.833a =，0.0003111b =，则水蒸气的吸热量为：()21w w 1.8330.0003111d t tQ m t t =+⎰()()22w 21211.8330.0001556kJ/s m t t t t ⎡⎤=-+-⎣⎦（6）式中：w m ——气流中水蒸气质量，kg/s 。
则干空气的平均定压比热容由下式确定：()()21w w 21w 21()()pp t pm t Q Q Q cm m t t m m t t '-==---- （7）式中：p Q '为湿空气气流的吸热量。
(整理)气体定压比热的测定之实验报告
气体定压比热的测定之实验报告一、实验题目：气体定压比热的测定 二、 实验目的了解气体比热测定装置的基本原理和构思熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法 掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法 分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径 三、实验步骤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（o t ）和湿球温度（w t ）。
3、将温度计插回流量计，调节流量，使它保持在额定值附近。
逐渐提高电热器功率，使出口温度升至预计温度 [可以根据下式预先估计所需电功率：τtW ∆≈12。
式中，W 为电热器输入电功率（瓦）；t ∆为进出口温度差（℃）；τ为每流过10升空气所需时间（秒）]。
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升气体通过流量计所需时间（τ，秒）；比热仪进口温度（1t ，℃）-即流量计的出口温度；出口温度（2t ，℃）；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）。
四、数据记录和处理流量计出口空气：干球温度 o t =19.00℃otot 湿球温度 w t =13.80℃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 ，克/公斤干空气），d=9.3克/公斤干空气并根据下式计算出水蒸汽的容积成分：/6229.3/6220.014731/62219.3/622w d r d ===++根据电热器消耗的电功率，可算得电热器单位时间放出的热量：Q W ∙==UI=30.7V*0.04A=1.228W=1. 228 *10-3KJ/s干空气流量（质量流量）为：()()()15.27327.291000/1056.735/106.1314+⨯⨯⨯∆+-==∙∙o w o t h B r T R V P G τθθθ()()()15.2736.131106447.43+∆+-⨯⨯=-o w t h B r τ =1. 783 *10-4公斤/秒水蒸汽流量为：()()15.27306.471000/1056.735/106.134+⨯⨯⨯∆+==∙∙o w o w w w t h B r T R V P G τ()()15.2736.13108889.23+∆+⨯⨯=-o w t h B r τ =1.658 *10-6 公斤/秒水蒸汽吸收的热量为：()⎰+=∙∙210001167.04404.0t t ww dtt G Q()()[]21221200005835.04404.0t t t t G w -+-= =7.595 *10-6 KJ/秒干空气的定压比热为：()()121221t t G Q Q t t G Q C wtt pm --=-=∙∙∙∙∙θθθ=0.6618 KJ/（公斤﹒℃）五、误差分析从C p 的表达式可以看出，影响C p 的因素为(Q-Q w )，G g 和(t 2-t 1)。
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3、将温度计插回流量计，调节节流阀，使流量保持在额定值附近，逐渐提高电热器功率，使出口温度升至预计温度[可以根据下式预先估计所需电功率：W=12 式中]；
4、待出口温度稳定后（出口温度在10分钟之内无变化或只有微小变化，图30-2比热仪主体即可视为稳定）读出下列数据：
1）、每10升空气通过流量计所需时间（ ，S）；
2）、比热仪的出口温度（ｔ2，℃）；
3）、比热仪的进口温度（ｔ1，℃）；
4）、当时大气压力（B，㎜Hg）；
5）、流量计出口处的表压（ ，㎜H2O）；
6）、电热器的输入功率（W，W）。
5、根据流量计出口处空气的干、湿球温度，从湿空气的干湿图中查出含湿量（ｄ，ｇ/㎏干空气）并根据下式计算出水蒸气的压力成分：
实验报告
课程名称
工程热力学
实验名称
气体定压比热的测定
实验教室
北区7号楼304
实验日期
2012\05\27
班级
空调1102
学生姓名
及学号
谢田
20112926515
实验成绩
任课教师
（签名）
曲航
实验目的
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；
；
6、根据电热器消耗的电功率，可算出电热器单位时间内放出的热量：
= 大卡/秒即Kcal/S
7、干空气（质量）流量为：
㎏/S
8、水蒸气（质量）流量为）：
㎏/S
9、水蒸气所吸收的热（流）量为：
w= w
= w[0.4404(t2-t1)+0.00005835(t22-t12)] Kcal/S
10、干空气的定压比热为：
∵
∴
又 =18.06 ㎏/Kmol =28.97 ㎏/Kmol
故：d=1000 ≈622
由于：Pa+Pw= =B+ （1） d=622 （2）
式（1）和式（2）联立求解可得：
即水蒸气的压力成分为：
即干空气的压力成分为：
实验结果分析
若以（t1+t2）/2为横坐标， 为纵坐标（如下图所示），则可根据不同温度范围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 。
4、分析本实验中产生误差的原因及减小误差的可能途径。
实验仪器设备
装置由风机,流量计，比热仪本体，电控箱测量系统四部分组成。
比热装置由多层杜瓦瓶，电加热器，均流网，绝热垫，旋流片，混流网，出口用PT100热电阻组成。
实验内容及步骤
1、接通电源和测量仪表，选择所需要的出口用PT10热电阻插入混流网的凹槽中；
注：如表格中填写不下可另加附页
Kcal/(kg.℃)
（完）
实验数据记录及处理
公式及数据：
A、1J=0.24 cal ㎜Hg=13.6㎜H2O 1工程大气压1at=735.6㎜Hg =104㎏f/m2
C、通用气体常数Rm=8314.3J/(Kmol﹒K)
重力加速度g=9.80665m/s2
干空气分子量u=28.97㎏/ Kmol
水蒸气分子量u=18㎏/ Kmol
那么：
1㎏干空气气体常数R= = =287.05 J/(㎏.K)= =29.27 [㎏f.m/(㎏.K)]
1㎏水蒸气气体常数R= = =461.5 J/(㎏.K)= =47.062[㎏f.m/(㎏.K)]
1、ｒW推导：
其定义式为：