空气定压比热测定实验报告

空气定压比热测定实验报告

一、实验原理及过程简述

实验原理：

气体的定压比热定义为：

在没有对外界作出功的气体的等压流动过程中，，则气体的定压比热可表示为： 式中 —气体的质量流量，—气体在定压流动过程中的吸热量，

低压气体的定压比热容通常用温度的多项式表示，例如空气的定压比热容的实验关系式：

在与室温相近的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似看为线性的，可近似表示为：

由T 1加热到T 2的平均比热容

大气是含水蒸气的湿空气，当湿空气气流由T 1加热到T 2时，其中水蒸气的吸热量可用下式计算： 式中，为气流中的水蒸气质量，。于是，干空气的平均定压比热容由下式确定：

为湿空气气流的吸热量。 实验过程：

1、用温湿度计表测量空气的干球温度及相对温度，由湿空气的焓-湿图确定含湿量，并计算出水蒸气的容积成分。

2、调节加热器功率，使出口温度升高至一定温度，当实验工况稳定后测定每10升气体通过流量计所需时间；比热仪进口温度和出口温度；当地大气压力和流量计出口处的表压；电热器的功率W 。

实验中需要计算干空气的质量流量、水蒸气的质量流量，电加热器的放热量，水蒸气吸收热量等数据并记录。

p

T h Cp ⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂=m

Q d dh g

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1

T T m

Q Cpm

g

T T -=

m s kg g

Q s kJ 263101658.01006791.09705.0T T C p --⨯+⨯-=K kg kJ ⋅bT a Cp +=2

)(1

2122

1

2

1T T b

a T T dt

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pm ++=-+=

⎰K

kg kJ ⋅dT m Q T T w w

⎰-⨯+=2

1

)105345.06878.1(3 )](102672.0)(6878.1[2122312T T T T m

w -⨯+-=- s kJ w m

s kg )

()(121221T T m Q Q T T m Q Cpm g w

g g T T --=-= K kg kJ ⋅w

Q

),(0K T ϕw r ),(s τ),(1K T ),(2K T ),(Pa B ),(2O mmH h ∆g m w m

图二

4.根据上式计算得到的实验结果以如下形式表示出：

(1)列表表示平均比热容与温度的关系；

(2)用作图法或最小二乘法确定常数a和b值，用方程式表示空气的定压比热容与温度的关系。

5.处理实验数据，按照正确的先后顺序停机实验设备。

二、实验数据记录、计算及误差分析

B、计算过程：

C、误差分析

①把表压当成了绝对压力，导致的误差；

②在水搅拌时实际温度并没有达到设定的温度，而在计算时我们是按设定的计算

的会导致温度偏低。

③其它读数的误差和压力震荡的不可避免性

④电功率并没有全部转化成热被空气所吸收，还有一部分加热了杜耳瓶和辐射到

周围的环境中，实际的出口温度小，导致结果低于理论结果。

三、思考题

1、用实验结果说明电加热器辐射热损失的影响；

电功率并没有全部转化成热被空气所吸收，还有一部分加热了杜耳瓶和辐射到周围的环境中，实际的出口温度小于理论值，我们并没有对其进行修正，所以导致测得的定压比热容比理论比热容偏小。

2、分析实验误差的因素。

①把表压当成了绝对压力，导致的误差；

②在水搅拌时实际温度并没有达到设定的温度，而在计算时我们是按设定的计算

的会导致温度偏低。

③其它读数的误差和压力震荡的不可避免性

④电功率并没有全部转化成热被空气所吸收，还有一部分加热了杜耳瓶和辐射到周围的环境中，实际的出口温度小于理论。