空气热机实验
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告范文实验目的掌握空气热机的原理、工作过程和性能特点。
实验设备实验台、空气热机试验装置、温度计、气压计、电表等。
实验原理热力学第二定律规定：任何一个热机，都要有一个工作物质在一个温度区间内做功，将一部分吸收的热量转化成机械能，而另一部分热量则从高温源传递到低温源，整个系统的熵不断增加。
空气热机利用大气中的空气作为工作物质，在高温状况下吸收热量，然后在低温状况下输出功。
空气热机的循环过程包括吸热、压缩、冷却和膨胀四个过程。
实验步骤1.将设备连接好，确定机器停止运行状态；2.打开系统的排气阀，将有机物排出；3.打开空气阀，将相应的压缩空气输入到由进气管进入控制系统中；4.确认系统处于稳定状态，记录系统的气压、温度、电压等；5.开始记录实验数据，在记录数据的同时出示记录单；6.测量不同负荷时的输出功率，并测量输入功率与输出功率的比值；7.根据不同负荷时的输出功率、输入功率与输出功率的比值，计算空气热机的热效率。
实验结果与分析通过本次实验采集的数据，我们得到了不同负荷下的输出功率、输入功率和热效率。
通过分析实验结果，我们可以发现：1.在高负荷的情况下，输出功率较大，但是热效率相对较低；2.在低负荷的情况下，输出功率较小，但是热效率相对较高；3.空气热机的热效率受到很多因素的影响，例如风量、进气口大小和工作物质的温度等。
实验结论通过本次实验，我们了解了空气热机的原理、工作过程和性能特点。
我们得出的实验结果表明，在操作空气热机时，我们需要根据具体情况选择合适的负荷，以获得最优的热效率。
参考资料1.热力学实验方法.（2016）.标准出版社.2.空气热机的研究进展及其应用前景.（2018）.山东轻工业学院学报，33（6）：21-28.。
空气热机实验
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Q1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，T1的关系，可验证卡诺定理。
与ΔT/ T1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。
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。
空气热机预期实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解空气热机的工作原理及卡诺循环。
2. 通过实验验证卡诺定理，并探究热机效率与热端温度的关系。
3. 学习空气热机的操作方法，掌握相关实验技能。
4. 分析实验数据，提高对热力学基本概念的理解。
二、实验原理空气热机是一种将热能转换为机械能的装置，其工作原理基于热力学第一定律和第二定律。
卡诺循环是理想热机循环，由四个可逆过程组成：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
卡诺定理指出，所有在相同高温热源和低温冷源之间工作的热机，其效率仅取决于这两个热源的温度，与热机的工作物质无关。
三、实验仪器与材料1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 温度计5. 力矩计6. 飞轮7. 连杆8. 气缸9. 热源四、实验步骤1. 将空气热机探测仪、计算机、电加热器等设备连接好，并检查电路连接是否正确。
2. 将空气热机置于实验台，调整气缸位置，确保工作活塞和位移活塞之间有足够的空间。
3. 启动电加热器，逐渐升高热端温度，同时记录温度值。
4. 使用温度计测量热功转换值，并作出nA/T与T/T1的关系图。
5. 逐步改变力矩大小，观察热机输出功率及转速的变化。
6. 计算热机实际转化效率，并与理论值进行比较。
7. 分析实验数据，验证卡诺定理，并探究热机效率与热端温度的关系。
五、实验数据与分析1. 在实验过程中，记录热端温度、nA/T、T/T1、输出功率、转速等数据。
2. 根据实验数据，绘制nA/T与T/T1的关系图，分析其变化规律。
3. 计算热机实际转化效率，并与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
4. 探究热机效率与热端温度的关系，验证卡诺定理。
六、实验结果与结论1. 实验结果表明，随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，验证了卡诺定理。
2. 在热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
3. 实验数据与理论值基本吻合，说明空气热机具有良好的工作性能。
七、实验总结1. 通过本次实验，我们深入了解了空气热机的工作原理及卡诺循环。
热机实验报告哈工程
一、实验目的1. 理解热机的原理和卡诺循环。
2. 通过实验验证卡诺定理。
3. 学习热机效率的测定方法。
4. 了解空气热机的结构和工作过程。
二、实验原理热机是一种将热能转换为机械能的装置。
根据热力学第一定律和第二定律，热机在循环过程中，高温热源提供的热量一部分转化为机械能，另一部分散失到低温热源。
卡诺定理指出，在相同的高温和低温热源之间，任何热机的效率都不可能超过一个理想卡诺热机的效率。
空气热机是一种以空气作为工作介质的简单热机，其工作原理基于热力学循环。
通过改变热端温度，可以测量热功转换值，验证卡诺定理。
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. 力矩计5. 功率计6. 传感器7. 数据采集系统四、实验步骤1. 将空气热机探测仪、计算机等设备连接好，确保数据采集系统正常运行。
2. 将电加热器连接到热机，通过改变加热功率来改变热端温度。
3. 使用传感器测量热端温度，记录温度值。
4. 通过力矩计测量热机输出功率，记录功率值。
5. 使用功率计测量热机转速，记录转速值。
6. 重复步骤2-5，在不同温度下进行实验，记录数据。
五、实验数据与结果分析1. 通过实验，测量了不同温度下的热功转换值、输出功率和转速。
2. 根据实验数据，作出nA/T与T/T1的关系图，验证卡诺定理。
3. 在一定误差范围内，随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，验证了卡诺定理。
4. 当热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速减小。
六、实验结论1. 通过实验，验证了卡诺定理，即热机的效率不可能超过理想卡诺热机的效率。
2. 空气热机的输出功率和转速与热端温度、负载等因素有关。
3. 实验结果表明，在一定误差范围内，随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，符合卡诺定理。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免发生意外事故。
2. 在实验过程中，确保设备正常运行，避免因设备故障导致实验数据不准确。
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_实验报告_
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
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。
热机调试实验报告
一、实验目的1. 理解热机的基本工作原理和结构特点；2. 掌握热机的调试方法和技巧；3. 了解热机调试过程中可能出现的问题及解决方法；4. 提高对热机性能的评估和优化能力。
二、实验原理热机是将热能转换为机械能的装置，其基本原理是利用热源加热工作物质，使其膨胀，从而推动活塞或涡轮做功。
本实验中，我们使用的是一种空气热机，它通过改变气体体积来实现热能与机械能的转换。
三、实验设备与材料1. 空气热机一套；2. 电加热器；3. 温度计；4. 压力计；5. 活塞位移传感器；6. 计算机及数据采集软件；7. 标准砝码；8. 线路连接线。
四、实验步骤1. 将空气热机放置在实验台上，连接好所有线路，确保设备运行正常；2. 将电加热器连接到热机的高温区，开启加热器，逐渐升高温度，观察温度计读数；3. 在高温区温度达到预定值后，关闭加热器，等待热机冷却至室温；4. 逐步增加标准砝码的重量，使活塞位移传感器记录下活塞的位移量；5. 记录每次加载标准砝码时的温度、压力、活塞位移量等数据；6. 利用数据采集软件，对实验数据进行实时采集、处理和分析；7. 根据实验数据，分析热机的性能，找出影响热机效率的因素；8. 对热机进行调试，调整加热器功率、活塞位移传感器位置等，优化热机性能；9. 重复步骤4-8，直至热机性能达到最佳状态。
五、实验结果与分析1. 温度对热机性能的影响：随着温度的升高，热机的输出功率逐渐增加，但过高的温度会导致热机效率下降，甚至损坏设备。
因此，在调试过程中，需要合理控制温度，以实现热机性能的最优化；2. 压力对热机性能的影响：压力的增加会导致热机输出功率的提高，但过高的压力会使热机结构受到损坏。
因此，在调试过程中，需要合理控制压力，以确保热机安全运行；3. 活塞位移量对热机性能的影响：活塞位移量的增加会导致热机输出功率的提高，但过大的活塞位移量会导致热机效率下降。
因此，在调试过程中，需要合理调整活塞位移量，以实现热机性能的最优化；4. 热机效率的优化：通过调整加热器功率、活塞位移传感器位置等，可以使热机效率达到最佳状态。
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
空气热机实验报告引言：近年来，气候变化日益严重，环保意识也日渐普及。
在这样的背景下，研究和利用可再生能源变得尤为重要。
而空气热机作为一种能转换热能为机械能的装置，其性能和效率备受关注。
本实验，我们旨在通过一系列实验测试，探究空气热机的特性和性能。
材料和方法：我们使用了一个基础的空气热机模型，包括一个压缩机、一个热交换器和一个膨胀机。
实验中，我们对压缩机、热交换器和膨胀机的工作参数进行了精确控制。
我们使用的主要材料是空气、热水和冷水。
在实验过程中，我们相对恒定地调节冷源温度和热源温度，并记录实验过程中的压力、温度和功率。
实验结果：1. 空气热机性能随温度差异变化我们对不同温差下的空气热机性能进行了测试。
结果表明，当温差越大时，热机的输出功率和热机效率均得到了显著提高。
这是因为较大的温差能够提供更多的热能，从而增加了压缩工作和膨胀工作所需的能量。
2. 空气热机与其他能源转换装置的对比我们将空气热机与传统燃油发动机和光伏发电进行了对比。
结果显示，空气热机在能源利用上具有一定优势。
相比于燃油发动机，空气热机不产生额外的污染物；而与光伏发电相比，空气热机在能源获取和转换过程中更加灵活，不受日照条件的限制。
这表明空气热机在可持续能源转换中有其独特的价值。
3. 空气热机的工程应用前景根据我们的实验结果和对现有研究的综合分析，我们认为空气热机在工程应用中有着广泛的前景。
例如，空气热机可以应用于工业生产过程中的余热回收，从而提高能源利用效率。
此外，空气热机还可以应用于建筑物空调系统，减少冷热能的浪费。
在未来的研究中，我们可以进一步优化空气热机的设计，提高其效率和性能，以更好地满足实际应用需求。
结论：通过本次实验，我们对空气热机的特性和性能有了更深入的了解。
在未来的工程应用中，空气热机有望作为一种可持续、高效的能源转换装置得到广泛应用。
然而，我们也意识到空气热机仍存在一些问题，如温差依赖性较强、工作参数的调控问题等。
空气热机实验资料
下节课在611做2.2拉伸法测弹性模量
实验目的
理解热机原理及循环过程 测量不同冷热端温度的热功转换值，验证 卡诺定理 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
热机是什么？
在热力学循环过程中，按循环过 程进行的方向可把循环分为正循环和 逆循环，在P-V图上，按顺时针方向进 行的循环叫正循环，工作物质作正循 环的机器叫热机。它是一种将热能转 换为机械能的机器。
注意事项
记录测量数据前必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。 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。 飞轮在运转时，应谨慎操作，避免被飞 轮边沿割伤。
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实验内容及步骤
C.减小加热电压至第1档（24伏左右），等待约10分钟，温度和转 速平衡后，记录当前加热电压，并从计算机上读取温度、转速和PV图面积，记入表1中。 D.逐步加大加热功率（加热电压分别设为第2、3、4、5、6档），分别 等待约10分钟，温度和转速平衡后，将数据记入表1。 E. 以ΔT/ T1为横坐标，nA/ΔT为纵坐标，在坐标纸上作nA/ΔT与 ΔT/ T1的关系图，验证卡诺定理 。
表1 测量不同冷热端温度时的热功转换值
加热电压V 热端温度T1 温度差Δ T Δ T/ T1 A（P-V图面 积） 热机转速n nA/Δ T
表1 测量不同冷热端温度时的热功转换值
加热电压V 热端温度T1 温度差Δ T Δ T/ T1 A（P-V图面积） 热机转速n nA/Δ T
实验内容及步骤——测量热机输出功率
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。
空气热机实验
Ⅰ.空气热机实验仪
图2 电加热型热机实验装置图
由光电门信号可确定飞轮位置，进而计算汽缸体积。
2．电加热器电源
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图3 加热器电源前面板示意图
Ⅱ. 空气热机测试仪
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7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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图5 主机前面板示意图
[各部分仪器的连接方法】 1.用鱼叉线将电加热器电源的输出接线柱和电加热器的“输入 电压接线柱”连接起来，黑色线对黑色接线柱，黄色线对红 色接线柱，而在电加热器上的两个接线柱不需要区分颜色， 可以任意连接。
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：
A Q1 Q2 T1 T2 T Q1 Q1 T1 T1 A A nA Q1 T T n
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。 热机每一循环从热源吸收的热量Q1正比于ΔT/n，n为热 机转速，η正比于nA/ΔT。n，A，T1及ΔT均可测量，测量 不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它与ΔT/ T1的关系，可 验证卡诺定理。
1. 热机汽缸等部位为玻璃制造，容易损坏，请谨慎操作。 2. 热机在静止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 3. 纪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。
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 ；
实验仪器
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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
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： (T −T ) ∆T
η∞
1
2
T1
=
T1
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。 热机每一循环从热源吸收的热量Q1正比于ΔT/n，n为热 机转速，η正比于nA/ΔT。n，A，T1及ΔT均可测量，测量 不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它与ΔT/ T1的关系，可 验证卡诺定理。 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 测量计算出不同负载大小时 变化。在这种情况下，可同时测量计算出不同负载大小时 的热功转换效率和热机实际效率。 的热功转换效率和热机实际效率
思考题及注意事项
？为什么P-V图的面积即等于热机在一次循环过
程中将热能转换为机械能的数值。
注意事项： 注意事项： 热机汽缸等部位为玻璃制造，容易损坏，请谨慎操作。 热机在静止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 纪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。
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图3 加热器电源前面板示意图
Ⅱ. 空气热机测试仪
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图5 主机前面板示意图
各部分仪器的连接方法】 【用适当的连接线将测试仪的“压力信号输入”、“T1 / T2输 各部分仪器的连接方法】
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； 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 连接，再用另一根Q9线将主机测试仪的体积信号和双踪示波 器的X通道连接；（智能型热机测试仪） 用两芯的连接线将主机测试仪后面板上的“转速限制接口” 和 电加热器电源后面板上的“转速限制接口”连接起来； 用鱼叉线将电加热器电源的输出接线柱和电加热器的“输入 电压接线柱”连接起来，黑色线对黑色接线柱，黄色线对红 色接线柱，而在电加热器上的两个接线柱不需要区分颜色， 可以任意连接。
仪器介绍
Ⅰ.空气热机实验仪 空气热机实验仪
飞轮下部装有双光 电门， 电门，上边的一个 用以定位工作活塞 的最低位置， 的最低位置，下边 一个用以测量飞轮 转动角度。 转动角度。 由光电门信号可确定飞轮位置，进而计算汽缸体积。 由光电门信号可确定飞轮位置，进而计算汽缸体积。
2．电加热器电源
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