以制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

以制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

更新时间:2019-06-28 17:06点击数:文字大小:

  测验一 气体定压比热容测定测验_物理_自然科学_专业原料。大学物理学 公选课 测验

  测验一 一.测验方针 气体定压比热容测定测验 1. 通晓气体比热测定装配的根本道理和构想。 2.熟谙本测验中测温、测压、测热、测流量的设施。 3.驾驭由根本数据揣测出比热值和比热公式的设施。 4.领悟本测验出现差错的缘由及减小差错的不妨途径。 二.测验道理 援用热力学第肯定律解析式,对可逆进程有: ?q ? du ? pdv 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 的界说导出,故合用于十足工质。 正在没有对外界作功的气体的等压活动进程中: dh ? 1 ?Q p m 则气体的定压比热容可能示意为: c pm t2 t1 ? m?t 2 ? t1 ? Qp kJ/kg?℃ 式中: m ——气体的质料流量,kg/s; Q p ——气体正在等压活动进程中的吸热量,kJ/s。 因为气体的实质定压比热是随温度的升高而增大,它是温度的庞大函 数。测验说明,理思气体的比热与温度之间的函数相合甚为庞大,但总可外 达为: c p ? a ? bt ? et 2 ? ? 式中 a 、 b 、 e 等是与气体本质相合的常数。正在分开室温不很远的温度 界限内,氛围的定压比热容与温度的相合可近似以为是线℃之间,氛围确凿定压比热与温度之间进似地有线性相合: c p ? a ? bt 1 则温度由 t1 至 t 2 的进程中所必要的热量可示意为: q ? ? ?a ? bt ?dt t2 t1 由 t1 加热到 t 2 的均匀定压比热容则可示意为: c pm t2 t1 ? ? ?a ? bt ?dt t2 t1 t 2 ? t1 t2 t1 ?a?b t1 ? t 2 2 若以(t1+t2)/2 为横坐标, c pm 为纵坐标(如下图所示) ,则可凭据不 同温度界限的均匀比热确定截距 a 和斜率 b,从而得出比热随温度改观的计 算式 a ? bt 。 大气是含有水蒸气的湿氛围。当湿氛围气流由温度 t1 加热到 t 2 时,此中 水蒸气的吸热量可用式下式揣测: Q w ? m w ? ?1.844 ? 0.0001172t ?dt t2 t1 式中: m w ——气流中水蒸气质料,kg/s。 则干氛围的均匀定压比热容由下式确定: c pm t2 t1 ? (m ? m w )?t 2 ? t1 ? Qp ? (m ? m w )?t 2 ? t1 ? Q p ?Qw 式中: Q p ——为湿氛围气流的吸热量。 2 三.测验修设 1.扫数测验装配由风机,流量计,比热仪本体,电功率调度及衡量系 统共四局部构成,如图一所示。 2.比热仪本体如图二所示。由内壁镀 银的众层杜瓦瓶 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 构成。气体自 进口管引入,进口温度计 1 衡量其初始温 度,分开电加热器的气体经均流网 4 均流 均温,出口温度计 8 衡量加热停止温度, 后被引出。该比热仪可测 300℃以下气体 的定压比热。 四.测验设施及数据统治 1.接通电源及衡量仪外,采用所需的出 口温度计插入混流网的凹槽中。 2.摘卑劣量计上的温度计,开动风机, 调度略削阀, 使流量连结正在额定值左近。 测出流量计出口氛围的干球温度(t0)和 湿球温度(tw) 。3.将温度计插回流量 计,调减削量,使它连结正在额定值左近。 逐步降低电压,使出口温度升高至估计 3 图 二 温度[可能凭据下式预先猜测所需电功率: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 升氛围所需期间(秒)]。 4.待出口温度安靖后(出口温度正在 10 分钟之内无改观或有渺小流动,即 可视为安靖) , 读出下列数据: 每 10 升气体通过流量计所需期间 (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)和流量计出口处的外压(Δh,毫米水柱) ;电热器的电压(V,伏) 和电流(I,毫安) 。 5.据流量计出口氛围的干球温度和湿球温度,从湿氛围的焓湿图查出含湿 量(d,克/公斤 干氛围),并揣测出水蒸汽的容积因素 ? w 。 6.电热器消磨的功率可由电压和电流的乘积揣测,但要研讨电外的内耗。 倘使伏特外和毫安外采用图一所示的接法,则应扣除毫安外的内耗。设毫安 外的内阻为 RmA 欧,则可得电热器单元期间放出的热量为 Q p 。 7.水蒸气和干氛围质料流量的揣测,可按理思气体统治。 五.留神事项 1.切勿正在无氛围贯通过的环境下运用电加热器作事,省得惹起个人过热而 损坏比热仪。 2.电加热器输入电压不得赶上 220V,气体出口温度不得赶上 300℃。 3.加热和冷却舒徐实行,以抗御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,再舒徐降低加热器功率,终止试验时应先切 断电加热器电源,让风机延续运转 10 至 20 分钟。 4.测验测依时,务必确信气流和测定仪的温度状态安靖后能力读数。 六、测验申诉 1.简述测验道理和仪器组成道理。 2.列外给出总共原始数据记载。 3.列外给出测验结果(数据统治,要附有例证) 。 4.与下述经历方程较量 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 此中:T 为氛围的绝对温度,K。 5.领悟变成测验差错的百般缘由,提出刷新计划; 七、忖量题 1.正在本测验中,若何完毕绝热? 2.气体被加热后,要经历均流、旋流和混流后才衡量气体的出口温度,为 什么?简述均流网、旋流片和混流网的效率? 4


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