气体定压比热的测定

图 2

1 – 多层杜瓦瓶

2 – 电热器

3 – 均流网

4 – 绝缘垫

5 – 旋流片

6 – 混流网

7 – 出口温度计

冷空气 热空气

气体定压比热的测定

一、 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

4.分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径

二、 实验装置

比热（

）。气体的流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电热器的功率来调节。本比热

仪可测

300℃以下气体的定压比热。

三、实验步骤

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。

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（）和湿球温度（）。 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 [可以预先估计所需电功率：

pm

C o t w t 图 1

1 – 比热仪主体

2 – 温度计

3 – 流量计

4 –

。式中，W 为电热器输入电功率（瓦）；为进出口温度差（℃）；为每流过10

升空气所需时间（秒）]。

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（，秒）；比热仪进口温度（，℃）-即流量计的出口出口温度；出口温度（，℃）；当时相应的大气压力（B ，毫米汞柱）和流量计出口处的表压（，毫米水柱）；电热器的输入功率（W ，瓦）。

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），并根据下式计算出水蒸汽的容积成分：

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：

KJ/秒

干空气流量（质量流量）为：

公斤/秒

水蒸汽流量为：

公斤/秒

水蒸汽吸收的热量为：

KJ/秒

干空气的定压比热为：

KJ/（公斤﹒℃）

带入实验数据可得：C p =1.009KJ/(Kg ·K)

τt

W ∆≈12

t ∆ττ1t 2t h ∆6221622

d

d

r w +=

Q W ∙

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15.27327.291000/1056.735/106.1314+⨯⨯⨯∆+-=

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∙

o w o t h B r T R V P G τθθθ()()()

15.2736.131106447.43+∆+-⨯⨯=

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15.27306.471000/1056.735/106.134+⨯⨯⨯∆+=

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∙

o w o w w w t h B r T R V P G τ()()

15.2736.13108889.23+∆+⨯⨯=

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+=∙

∙

21

0001167.04404.0t t w

w dt

t G Q ()()[]21221200005835.04404

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12122

1

t t G Q Q t t G Q C w t t pm

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∙

∙

∙

∙θθθ

四、数据记录和处理

五、注意事项

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。

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300℃。

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升骤除而破裂。

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）。

六、误差分析

误差来源：1.读取水柱的高度时产生误差；

2.通过相对湿度由干湿图读d时产生误差；

3.读出流过10L空气需要时间时产生误差。

减小误差方法：1.读出流过20L空气需要时间，然后除以2；

2.多测几组数据求平均值。