气体定压热容测量
气体定压热容测量 一、实验目的
1、掌握气体比定压热容的测量原理及其测量装置;
2、掌握本实验中测温、测压、测热、测流量的方法;
3、掌握由基本数据计算比热值和比热公式的方法;
4、
分析
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实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。 二、实验原理
根据气体平均比热定压热容定义，当气体在定压加热过程中温度由t1升到t2时，其平均
比定压热容值可以由下式确定:
式中:,湿空气在定压加热过程中的吸热量 J,s
qm,湿空气的质量流量 kg,s
(t1,t2),湿空气在定压加热前后的温差 ?
湿空气是干空气和水蒸气的混合物，当湿空气中水蒸气含量较少，分压力较低时，水蒸气可
以当作理想气体处理。显然，当已知
湿空气中水蒸气的吸热量Qv时，干空气的比定压热容可由下式确定:
式中:Qp,湿空气在定压加热过程中的吸热量 J,s
Qv,水蒸气的吸热量 J,s
qam,干空气的质量流量 kg,s,
提示:水蒸气的比定压热容可由如下经验公式确定:
式中:tv,水蒸气的温度 ?
三、实验装置
(如图2-1)所示本实验装置由风机、流量计、比热仪主体、调压器和功率
表
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等组成。实验时，被测空气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。比热仪主体构造如图2,2所示。气体的流量由节流阀调节，比热仪出口温度由电加热器
输入功率来控制。比热仪可测200?以下气体的比定压热容。
四、实验及实验数据处理步骤
,、接通电源，开动风机，调节节流阀，使湿空气流量保持在预定值附近。
,、逐渐调整加热功率，使湿空气出口温度计升高到预定温度，所需功率可以根据下列关系式预先估计:
式中: W,功率表读数 W
,比热仪进出口温差 ?
τ ,每流过10升湿空气所需的时间 s
,、待被测湿空气达到稳定状态后，测量如下参数:
(1)τ,每流过10升湿空气所需的时间 s
(2)W ,功率表读数 W
(3)t1，t2,湿空气的进、出口温度 ?
(4),湿空气的相对湿度 ,
(5)pe,流量计出口处压差 mmH2O
(6)pb,大气压力 Pa
,、适当改变加热功率(湿空气出口温度)，重复步骤3。
,、计算不同空气出口温度时的湿空气及干空气的平均比定压热容
。
,、关系表示的经验公式。
五、注意事项
1、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。
2、输入电热器的电压不得超过220V，气流出口最高温度不得超过300?。
3、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和骤降而破裂。
4、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)。
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