实验一 气体定压比热容测定实验
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t2 t1
由 t1 加热到 t 2 的平均定压比热容则可表示为：
c pm
t2 t1
a bt dt
t2 t1
t 2 t1
t2 t1
ab
t1 t 2 2
若以（t1+t2）/2 为横坐标， c pm
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 a bt 。
四．实验方法及数据处理
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）和 湿球温度（tw） 。3．将温度计插回流量 计，调节流量，使它保持在额定值附近。 逐渐提高电压，使出口温度升高至预计
6．电热器消耗的功率可由电压和电流的乘积计算，但要考虑电表的内耗。 如果伏特表和毫安表采用图一所示的接法，则应扣除毫安表的内耗。设毫安
表的内阻为 RmA 欧，则可得电热器单位时间放出的热量为 Q p ' 。 7．水蒸气和干空气质量流量的计算，可按理想气体处理。
五．注意事项
1．切勿在无空气流通过的情况下使用电加热器工作，以免引起局部过热而 损坏比热仪。 2．电加热器输入电压不得超过 220V，气体出口温度不得超过 300℃。 3．加热和冷却缓慢进行，以防止温度计和比热仪本体因温度骤升骤降而破 损；加热时要先启动风机，再缓慢提高加热器功率，停止试验时应先切 断电加热器电源，让风机继续运行 10 至 20 分钟。 4．实验测定时，必须确信气流和测定仪的温度状况稳定后才能读数。
式中 a 、 b 、 e 等是与气体性质有关的常数。在离开室温不很远的温度 范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线形的，假定在 0-300℃之间，空气真实定压比热与温度之间进似地有线性关系：
c p a bt
1
则温度由 t1 至 t 2 的过程中所需要的热量可表示为：
q a bt dt
和
q dh vdp
定压时 dp 0
q dh vdp h cp dT dT T p
此式直接由 c p 的定义导出，故适用于一切工质。 在没有对外界作功的气体的等压流动过程中：
dh 1 Q p m
则气体的定压比热容可以表示为：
5．分析造成实验误差的各种原因，提出改进方案；
七、思考题
1．在本实验中，如何实现绝热？ 2．气体被加热后，要经过均流、旋流和混流后才测量气体的出口温度，为 什么？简述均流网、旋流片和混流网的作用？
4
c pm
t2 t1
mt 2 t1
Qp
kபைடு நூலகம்/kg•℃
式中： m ——气体的质量流量，kg/s；
Q p ——气体在等压流动过程中的吸热量，kJ/s。
由于气体的实际定压比热是随温度的升高而增大，它是温度的复杂函 数。实验表明，理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂，但总可表 达为：
c p a bt et 2
Qp
(m m w )t 2 t1
Q p 'Qw
式中： Q p ' ——为湿空气气流的吸热量。
2
三.实验设备
1．整个实验装置由风机，流量计，比热仪本体，电功率调节及测量系 统共四部分组成，如图一所示。 2．比热仪本体如图二所示。由内壁镀 银的多层杜瓦瓶 2、进口温度计 1 和出口 温度计 8（铂电阻温度计或精度较高的水 银温度计）电加热器 3 和均流网 4，绝缘 垫 5，旋流片 6 和混流网 7 组成。气体自 进口管引入，进口温度计 1 测量其初始温 度，离开电加热器的气体经均流网 4 均流 均温，出口温度计 8 测量加热终了温度， 后被引出。该比热仪可测 300℃以下气体 的定压比热。
六、实验报告
1．简述实验原理和仪器构成原理。
2．列表给出所有原始数据记录。 3．列表给出实验结果（数据处理，要附有例证） 。 4．与下述经验方程比较
T 2 C p 1.02319 1.76019 10 4 T 4.02402 10 3 ( ） 100 T 3 4.87268 10 4 ( ) KJ /( kg K ) 100 其中：T 为空气的绝对温度，K。
3 图 二
温度[可以根据下式预先估计所需电功率：W≈12Δt/τ。式中 W 为电功率 （瓦） ；Δt 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） ； ；当时大气压力（B，毫 比热仪进口温度（t1, ℃）和出口温度（t2, ℃） 米汞柱）和流量计出口处的表压（Δh，毫米水柱） ；电热器的电压（V，伏） 和电流（I，毫安） 。 5．据流量计出口空气的干球温度和湿球温度，从湿空气的焓湿图查出含湿 量（d，克/公斤 干空气）,并计算出水蒸汽的容积成分 w 。
大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流由温度 t1 加热到 t 2 时，其中 水蒸气的吸热量可用式下式计算：
Q w m w 1.844 0.0001172t dt
t2 t1
式中： m w ——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： c pm
t2 t1
(m m w )t 2 t1
实验一
一．实验目的
气体定压比热容测定实验
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．实验原理
引用热力学第一定律解析式，对可逆过程有：
q du pdv
由 t1 加热到 t 2 的平均定压比热容则可表示为：
c pm
t2 t1
a bt dt
t2 t1
t 2 t1
t2 t1
ab
t1 t 2 2
若以（t1+t2）/2 为横坐标， c pm
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 a bt 。
四．实验方法及数据处理
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）和 湿球温度（tw） 。3．将温度计插回流量 计，调节流量，使它保持在额定值附近。 逐渐提高电压，使出口温度升高至预计
6．电热器消耗的功率可由电压和电流的乘积计算，但要考虑电表的内耗。 如果伏特表和毫安表采用图一所示的接法，则应扣除毫安表的内耗。设毫安
表的内阻为 RmA 欧，则可得电热器单位时间放出的热量为 Q p ' 。 7．水蒸气和干空气质量流量的计算，可按理想气体处理。
五．注意事项
1．切勿在无空气流通过的情况下使用电加热器工作，以免引起局部过热而 损坏比热仪。 2．电加热器输入电压不得超过 220V，气体出口温度不得超过 300℃。 3．加热和冷却缓慢进行，以防止温度计和比热仪本体因温度骤升骤降而破 损；加热时要先启动风机，再缓慢提高加热器功率，停止试验时应先切 断电加热器电源，让风机继续运行 10 至 20 分钟。 4．实验测定时，必须确信气流和测定仪的温度状况稳定后才能读数。
式中 a 、 b 、 e 等是与气体性质有关的常数。在离开室温不很远的温度 范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线形的，假定在 0-300℃之间，空气真实定压比热与温度之间进似地有线性关系：
c p a bt
1
则温度由 t1 至 t 2 的过程中所需要的热量可表示为：
q a bt dt
和
q dh vdp
定压时 dp 0
q dh vdp h cp dT dT T p
此式直接由 c p 的定义导出，故适用于一切工质。 在没有对外界作功的气体的等压流动过程中：
dh 1 Q p m
则气体的定压比热容可以表示为：
5．分析造成实验误差的各种原因，提出改进方案；
七、思考题
1．在本实验中，如何实现绝热？ 2．气体被加热后，要经过均流、旋流和混流后才测量气体的出口温度，为 什么？简述均流网、旋流片和混流网的作用？
4
c pm
t2 t1
mt 2 t1
Qp
kபைடு நூலகம்/kg•℃
式中： m ——气体的质量流量，kg/s；
Q p ——气体在等压流动过程中的吸热量，kJ/s。
由于气体的实际定压比热是随温度的升高而增大，它是温度的复杂函 数。实验表明，理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂，但总可表 达为：
c p a bt et 2
Qp
(m m w )t 2 t1
Q p 'Qw
式中： Q p ' ——为湿空气气流的吸热量。
2
三.实验设备
1．整个实验装置由风机，流量计，比热仪本体，电功率调节及测量系 统共四部分组成，如图一所示。 2．比热仪本体如图二所示。由内壁镀 银的多层杜瓦瓶 2、进口温度计 1 和出口 温度计 8（铂电阻温度计或精度较高的水 银温度计）电加热器 3 和均流网 4，绝缘 垫 5，旋流片 6 和混流网 7 组成。气体自 进口管引入，进口温度计 1 测量其初始温 度，离开电加热器的气体经均流网 4 均流 均温，出口温度计 8 测量加热终了温度， 后被引出。该比热仪可测 300℃以下气体 的定压比热。
六、实验报告
1．简述实验原理和仪器构成原理。
2．列表给出所有原始数据记录。 3．列表给出实验结果（数据处理，要附有例证） 。 4．与下述经验方程比较
T 2 C p 1.02319 1.76019 10 4 T 4.02402 10 3 ( ） 100 T 3 4.87268 10 4 ( ) KJ /( kg K ) 100 其中：T 为空气的绝对温度，K。
3 图 二
温度[可以根据下式预先估计所需电功率：W≈12Δt/τ。式中 W 为电功率 （瓦） ；Δt 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） ； ；当时大气压力（B，毫 比热仪进口温度（t1, ℃）和出口温度（t2, ℃） 米汞柱）和流量计出口处的表压（Δh，毫米水柱） ；电热器的电压（V，伏） 和电流（I，毫安） 。 5．据流量计出口空气的干球温度和湿球温度，从湿空气的焓湿图查出含湿 量（d，克/公斤 干空气）,并计算出水蒸汽的容积成分 w 。
大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流由温度 t1 加热到 t 2 时，其中 水蒸气的吸热量可用式下式计算：
Q w m w 1.844 0.0001172t dt
t2 t1
式中： m w ——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： c pm
t2 t1
(m m w )t 2 t1
实验一
一．实验目的
气体定压比热容测定实验
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．实验原理
引用热力学第一定律解析式，对可逆过程有：
q du pdv