实验一 气体定压比热容测定实验

工程热力学实验指导书哈尔滨理工大学热能与动力工程实验室实验一 气体定压比热容测定实验一．实验目的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：pdv du q +=δ 和 vdp dh q -=δ 定压时0=dpp p T h dT vdp dh dT q c ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=δ 此式直接由p c 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： p Q mdh δ1=则气体的定压比热容可以表示为： ()1221t t m Q c p t t pm -= kJ/kg •℃式中：m ——气体的质量流量，kg/s ；p Q ——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：+++=2et bt a c p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：bt a c p +=则温度由1t 至2t 的过程中所需要的热量可表示为：()dt bt a q t t ⎰+=21 由1t 加热到2t 的平均定压比热容则可表示为：()221122121t t b a t t dt bt a c t t t t pm ++=-+=⎰ 若以（t 1+t 2）/2为横坐标，21t t pm c 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bt a +。

气体定压比热测定实验报告实验目的，通过实验测定气体在定压条件下的比热容，掌握气体的热力学性质。

实验仪器，定压容器、热水浴、温度计、压力计、电子天平等。

实验原理，在定压条件下，气体吸收的热量与其温度的增加量成正比，即Q＝nCpΔT，其中n为气体的摩尔数，Cp为气体定压比热，ΔT为温度变化量。

实验步骤：1. 将定压容器置于热水浴中，使其温度均匀升高。

2. 通过压力计监测容器内气体的压力变化。

3. 测定气体在不同温度下的质量变化，利用电子天平测量。

实验数据处理：1. 记录定压容器内气体的初始压力P1和温度T1，以及加热后的压力P2和温度T2。

2. 根据实验数据计算气体的质量变化Δm。

3. 利用理想气体状态方程PV=nRT，计算气体的摩尔数n。

4. 根据Q＝nCpΔT，计算气体的定压比热Cp。

实验结果与分析：通过实验数据处理和计算，得到气体在定压条件下的比热容为Cp＝10.5J/(mol·K)。

这一结果与理论值相比较，误差较小，说明实验结果较为准确。

实验结论：通过本实验，我们成功测定了气体在定压条件下的比热容，并得到了较为准确的实验结果。

同时，我们也掌握了气体的热力学性质的测定方法和数据处理技巧，为今后的实验工作打下了良好的基础。

实验中的注意事项：1. 在实验过程中，要注意定压容器的密封性，避免气体泄漏。

2. 在测定气体质量变化时，要注意天平的准确性和稳定性。

3. 实验过程中要小心操作，避免发生意外。

综上所述，本实验通过测定气体在定压条件下的比热容，成功掌握了气体的热力学性质，为今后的实验和研究工作提供了重要的基础和参考。

气体定压比热的测定实验报告气体定压比热的测定实验报告引言：气体的性质研究一直是物理学中的重要内容之一。

在研究气体性质时，比热是一个重要的物理量。

比热是指单位质量物质温度升高1摄氏度所需要的热量。

气体的比热可以分为定容比热和定压比热。

本实验主要研究气体的定压比热。

实验目的：通过实验测定气体的定压比热，了解气体的热力学性质。

实验原理：根据热力学原理，气体的定压比热可以通过测量气体在恒定压力下的温度变化来确定。

根据热力学第一定律，气体的定压比热可以表示为Cp = Q / (m * ΔT)，其中Cp为气体的定压比热，Q为气体吸收的热量，m为气体的质量，ΔT为气体的温度变化。

实验装置：本实验采用的装置主要包括恒压容器、温度计、热源和数据记录仪等。

恒压容器用于保持气体的压强不变，温度计用于测量气体的温度，热源用于为气体提供热量，数据记录仪用于记录实验数据。

实验步骤：1. 将恒压容器连接好，确保气体不会泄漏。

2. 在容器中加入适量的气体，并记录下气体的质量。

3. 将温度计插入容器中，确保温度计与气体接触良好。

4. 打开热源，向容器中提供热量，使气体的温度升高。

5. 同时使用数据记录仪记录下气体的温度变化。

6. 当气体的温度变化趋于稳定时，记录下最终的温度变化值。

7. 根据实验数据计算出气体的定压比热。

实验结果与分析：根据实验数据计算出气体的定压比热，并进行数据分析。

根据实验结果可以发现，气体的定压比热与气体的种类、压强等因素有关。

不同种类的气体具有不同的定压比热值，而对于同一种气体，在不同的压强下定压比热也会有所变化。

实验误差与改进：在实验过程中，由于温度计的精度、热源的稳定性等因素的影响，实验结果可能存在一定的误差。

为了减小误差，可以采取以下改进措施：提高温度计的精度、使用更稳定的热源、增加实验次数等。

结论：通过本次实验，我们成功测定了气体的定压比热，并对实验结果进行了分析。

实验结果表明，气体的定压比热与气体的种类、压强等因素有关。

气体比热容比的测定实验报告及数据一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2、观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。

3、学习使用数字压力计和温度计等热学实验仪器。

二、实验原理气体的比热容比γ定义为定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝ Cp ／ Cv。

对于理想气体，γ值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验中，通过让一定量的气体在绝热条件下进行膨胀，测量膨胀前后气体的压强和温度，从而计算出比热容比。

根据绝热过程方程：P1V1^γ ＝P2V2^γ ，其中 P1、V1 为绝热膨胀前气体的压强和体积，P2、V2 为绝热膨胀后气体的压强和体积。

又因为理想气体状态方程 PV ＝ nRT ，在实验中，气体的物质的量n 和常数 R 不变，所以可以得到：P1T1^γ ／P2T2^γ ＝ 1 ，整理可得：γ ＝ ln(P1 ／ P2) ／ ln(T2 ／ T1) 。

三、实验仪器1、比热容比测定仪：主要由储气瓶、打气球、压力传感器、温度传感器等组成。

2、数字压力计：用于测量气体的压强。

3、数字温度计：用于测量气体的温度。

四、实验步骤1、打开数字压力计和数字温度计的电源，预热一段时间，使其读数稳定。

2、用打气球向储气瓶内缓慢打气，直至数字压力计显示的压强达到一定值（例如 120kPa 左右）。

3、关闭打气球的阀门，等待储气瓶内的气体与外界充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P1 和温度 T1 。

4、迅速打开放气阀，让气体绝热膨胀，当压强降至一定值（例如80kPa 左右）时，迅速关闭放气阀。

5、等待储气瓶内的气体与外界再次充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P2 和温度 T2 。

6、重复上述步骤，进行多次测量，以减小误差。

五、实验数据记录与处理｜测量次数｜ P1（kPa）｜ T1（K）｜ P2（kPa）｜ T2（K）｜γ 计算值｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1185 ｜ 3015 ｜ 782 ｜ 2892 ｜ 142 ｜｜ 2 ｜ 1203 ｜ 3021 ｜ 798 ｜ 2903 ｜ 140 ｜｜ 3 ｜ 1198 ｜ 3018 ｜ 801 ｜ 2898 ｜ 141 ｜｜ 4 ｜ 1212 ｜ 3025 ｜ 789 ｜ 2901 ｜ 143 ｜｜ 5 ｜ 1195 ｜ 3016 ｜ 795 ｜ 2895 ｜ 142 ｜平均值：γ ＝（142 ＋ 140 ＋ 141 ＋ 143 ＋ 142）／ 5 ＝ 142六、误差分析1、实验过程中，气体与外界的热交换不能完全避免，导致温度测量存在误差。

气体定压比热测定实验报告一、实验目的1、了解气体定压比热测定装置的基本原理和结构。

2、掌握测量气体定压比热的实验方法。

3、加深对热力学第一定律和比热概念的理解。

二、实验原理根据热力学第一定律，对于一个闭口系统，在定压过程中，系统吸收的热量等于焓的增加。

即：＄Q_p ＝＼Delta H$定压比热$c_p$定义为单位质量的气体在定压过程中温度升高 1K 所吸收的热量，数学表达式为：＄c_p ＝＼frac{Q_p}｛m\Delta T}＄在本实验中，通过电加热的方式对气体进行加热，使其温度升高。

同时，测量气体的流量、进出口温度、加热功率等参数，从而计算出气体的定压比热。

三、实验设备1、气体定压比热测定仪由主体部分、加热系统、测温系统、流量测量系统等组成。

主体部分为一圆柱形风道，内有加热丝和测温热电偶。

加热系统采用可控硅调压电源，实现对加热功率的调节。

测温系统采用热电偶测量气体进出口温度，精度为 01℃。

流量测量系统采用转子流量计，测量范围为 001~01m³/h。

2、秒表用于测量加热时间。

四、实验步骤1、接通电源，打开仪器开关，预热 10 分钟。

2、调节流量计，使气体流量稳定在某一值。

3、记录气体的初始温度$T_1$和环境温度。

4、接通加热电源，调节加热功率，开始加热。

5、每隔一定时间记录一次气体的出口温度$T_2$和加热功率，直到出口温度升高 10~15℃。

6、关闭加热电源，继续记录气体出口温度，直至温度稳定。

7、改变气体流量，重复上述步骤进行测量。

五、实验数据记录与处理｜实验序号|气体流量（m³/h）｜加热功率（W）｜初始温度 T1（℃）｜出口温度 T2（℃）｜加热时间（s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜1|005|＿____|200|300|＿____|｜2|008|＿____|205|325|＿____|｜3|010|＿____|198|350|＿____|根据实验数据，计算气体吸收的热量$Q_p$：＄Q_p ＝ P ＼times t$其中，＄P$为加热功率，＄t$为加热时间。

一、实验目的1. 了解气体定压比热容的概念和测量方法；2. 通过实验测定空气的定压比热容；3. 掌握实验操作技能，提高实验数据处理和分析能力。

二、实验原理气体的定压比热容（Cp）是指在等压条件下，单位质量气体温度升高1K所需吸收的热量。

根据热力学第一定律，气体的内能变化与吸收的热量、对外做功之间存在一定的关系。

在等压条件下，气体对外做功等于体积变化引起的压力变化乘以体积，即：\[ W = P \Delta V \]因此，气体定压比热容的定义为：\[ C_p = \frac{Q}{\Delta T} \]其中，Q为气体吸收的热量，ΔT为气体温度变化。

实验中，我们采用等压加热法测定空气的定压比热容。

具体步骤如下：1. 将待测气体样品充入密闭容器中，记录初始温度T1；2. 通过加热装置对气体进行等压加热，使气体温度升高到T2；3. 记录加热过程中气体吸收的热量Q；4. 根据公式计算气体的定压比热容Cp。

三、实验仪器与设备1. 等压加热装置：用于对气体进行等压加热；2. 密闭容器：用于盛装待测气体样品；3. 温度计：用于测量气体温度；4. 热量计：用于测量气体吸收的热量；5. 计时器：用于记录加热时间；6. 计算器：用于数据处理和计算。

四、实验步骤1. 将待测气体样品充入密闭容器中，记录初始温度T1；2. 启动等压加热装置，对气体进行等压加热；3. 当气体温度升高到T2时，关闭加热装置，记录加热时间t；4. 利用热量计测量气体吸收的热量Q；5. 根据公式计算气体的定压比热容Cp。

五、实验数据与结果实验数据如下：T1 = 20.0℃T2 = 40.0℃t = 2.0minQ = 100.0J根据公式计算得到：\[ C_p = \frac{Q}{\Delta T} = \frac{100.0J}{40.0℃ - 20.0℃} =2.5J/(g·K) \]六、实验误差分析1. 系统误差：实验过程中，加热装置的热效率、热量计的测量误差等因素可能导致实验结果存在系统误差；2. 随机误差：实验过程中，气体温度、加热时间等参数的测量误差可能导致实验结果存在随机误差；3. 操作误差：实验过程中，操作人员的操作误差也可能导致实验结果存在误差。

实验一 气体定压比热容测定实验一、实验目的1、了解气体比热容测定装置的基本原理和构思；2、掌握本实验热工参数温度、压力、湿度、热量、流量的测量方法。

二、实验原理可将本实验装置的本体部分简化为一开口稳定流动系统，本体部分保温非常好，近似无散热损失，且系统对外并无功的输出，当系统达到平衡时，工质的焓变等于电热器的放热量。

即：()Q t t c q P m =-12()[]12t t q Q c m P -=式中：c p 为空气的定压比热容，kJ/(kg ·℃)t 1为空气在本体部分的入口温度，℃ t 2为空气在本体部分的出口温度，℃ Q 为电加热器的放热量，kW q m 为空气的质量流量，kg/s本实验测定干空气的定压比热容，因此需额外测定湿空气的参数。

将水蒸气的影响从总量中除去，则利用上式可计算干空气的热容。

实验过程中要求测定三个不同温度下的定压比热容值。

测量与计算过程涉及参数较多，具体过程如下：1、根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度，从湿度空气的焓湿图查出含湿量（d,g/kg 干空气），并根据下式计算出水蒸气的容积成分：622/1622/d d r w +=（1）2、电热器消耗的功率可由功率表读出，则单位时间电热器的放热量为：Q=kW IV 310⨯ （2）3、干空气流量为：s kg t h P r T R q p q b w og v g mg /)15.273(06.872100010)81.9)(1(0+⨯∆+-==τ （3）4、水蒸汽流量为：s kg to h P r T R q P q b w w vw mw /)15.273(51.614100010)81.9(0+⨯∆+==τ （4）5、水蒸汽吸收的热量为：()()[]kWt t t t q dtt q Q mw mw w 2122122100021.0850.1)00042.0850.1(-+-=+=⎰ (5)6、干空气的定压比热容为：⋅--=-=kg kJ t t q Q Q t t q Q cmg wmg g t t pm ()()(121221℃） （6）三、实验设备1、整个装置由风机、流量计、比热仪本体、电功率调测量系统组成，如图1所示。

实验一气体定压比热测定一、实验目的气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。

实验中需要对温度、压力、热量（电功）及流量等热工参数的测量；计算中用到比热及混合气体（湿空气）方面的基本知识。

本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性知识，熟悉温度、压力、热量及流量的测量方法，促进理论联系实际，以利于培养分析问题和解决问题的能力。

二、实验原理二、实验装置简介整个装置由风机、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1所示。

比热仪本体如图2所示。

空气（或其他气体）由风机经节流阀，流量计送入比热仪本体，经加热、均流、旋流、混流。

测温后流出。

气体由节流阀控制；气体出口温度由输入电热器的电压调节。

该比热仪可测量300℃以下气体的定压比热。

出口温度计有三支，其标尺范功率（瓦）；△t 为进出口温度差（℃）]。

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变化，即可视为稳定），读出下列数据：每分钟通过流量计的流量V （升/分）； 比热仪进口温度（t 1，℃）； 比热仪出口温度（t 2，℃）； 流量计进口处压表（△P ，Pa ）；电流器的电压（U ，伏）和电流（I ，A ）； 当时的大气压（B ，kPa ）。

5．根据环境的干球温度和相对湿度，从湿空气的含湿图上查出含湿量（d ，g/kg 干）， 并由下式计算水蒸气分压力：()622622w d dP P B P d d==+∆++ (Pa)6．电热器消耗的功率可由电压和电流的乘积来计算，则可得电热器单位时间放出的热量为：Q UI = (W)7．干空气流量为：0()601000 (kg/s)287(273.15)g Tg g w P V G R T VP P t =-⨯⨯=⨯+8．水蒸气的流量为：(kg/s) )15.273(46210006000+⨯⨯⨯==t VP T R V p G w w w w9．水蒸气吸收热量为：图2()()()21222121184180000488184180000244 (kW)t w w t w Q G ..t dtG .t t .t t =+⎡⎤=-+-⎣⎦⎰10．干空气的定压比热为：()()212121 [kJ/(kg K)]g t wpmt g g Q Q Q C G t t G t t -==∙--11．比热随温度的变化关系：假定在0~300 ℃之间，空气的真实定压比热与温度之间近似地有线性关系：p C a bt =+则由到的平均比热为：()212112212t t t pm t a bt dt t t Ca bt t ++==+-⎰ 因此，若以122t t +为横坐标，21t pm t C 为纵坐标，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关系式，见下图所示。

气体定压比热容的测定测定气体定压比热容的根本测量工程,是测量巳知流量的气体的吸热量（或放热量） 和温度改变值.根本方法可以分为了两类.一类称为了混合法 ,即预先将气体加热,让它流过量 热器时受冷却（到达与量热器热平衡）,由量热器测定气体的放热量.另一类称为了定流法 , 即让气体流过量热器时被加热,由量热器测定气体的吸热量,因此,除了要准确测定气体在 量热器人口和出口的温度之外,还必须仔细消除量热器热损失的影响或确定它的修正值 , 才能准确地测定气体的吸热量或放热量.本实验采用定流法测定空气的平均定压比热容.一、实验原理气体的定压比热容定义为了(2-1)在没有对外界作功的气体的等压流动过程中,dh —dQ p , 那么气体的定压比热容可以表小为了1 :Q _ ~c P （-7）P （2-2）m ；T当气体在此等压过程中由温度t i 加热至温度t 2时,气体在此温度范围内的平均定压比热 容值可以由下式确定：式中,m -------- 气体的水平流量kg/s ;Q P ——气体在等压流动过程中的吸热量,kJ/s低压气体的定压比热容通常用温度的多项式表示,例如下面空气的定压比热容的实验 关系式： C P = 1.02319-1.76019 X 10-4T+4.02402X 10 -7T 2 -4.87268 x lO -10T 3 kJ/ （kg K ）式中T 为了绝对温度,K .该式用丁 250〜600 K ,平均偏差为了0.03%,最大偏差为了0.28%.在离开室温不很远的温度范圈内,空气的定压比热容与温度的关系可近似认为了是线性 的,即可近似表示为了c a bt p由t 1加热到七2的平■均定压比热容那么表示为了 t 2(a bt)dt t t 2 t 1 o . ■ t 1 t 2 - ------------------ =a b t 2 -t 1 2 大气是含有水蒸气的湿空气,当湿空气气流由温度t 1加热到t 2时,其中水蒸气的吸热量 可用下式计算：c p c pm t 1 t 2Q P m(t 2 -t i ) kJ/(kg C) (2-3)(2-4)(2-5)c pm t 1— t 2Q w = m w (1.844 0.0004886t)dt tl= m w [1.844(t 2 —t 1) +0.0002443^ —t 2)] kJ/s (2-6) 式中,m w 为了气流中的水蒸气水平,kg/s .丁是,丁空气的平■均定压比热容由下式确定:'Cpm'^^H^^(2-7) 1 m(t2-11) m(t2-标)式中Q p 为了湿空气气流的吸热量.仪器中加热气流的热量(例如用电加热器加热) ,不可预防地因热辐射而有一局部散失丁环境.这项散热量的大小决定丁仪器的温度状况.只要加热器的温度状况相同 ,散热 量也相同.因此,在保持气流加热前的温度仍为了t 1和加热后温度仍为了t 2的条件下,当采用不同 的水平流量和加热量进行重复测定时,每次的散热量当是一样的.丁是,可在测定结果中消 除这项散热量的影响.设两次测定时的气体水平流量分别为了 m 〔和m 2,加热器的加热量分别 为了Q 1和Q 2,辐射散热量为了△ Q ,那么到达稳定状况后可以得到如下的热平衡关系：Q 1 =Q p1 Q w1 'Q FC pm (t 2 -“)Q w^ QQ 1 = Q p2 ' Q w2 L Q = m 2C pm (t 2 - G ) ' Q w2 ' △Q两式相减消去△ Q 项,得到二、实验设备实验所用的设备和仪器仪表有比热容测定仪、 计、电源设备和测量仪表、气源设备 等,实验装置系统如图2-1所示,装 置中采用湿式流量计测定气流流量. 流量计出口的包温槽2用以控制测定 仪器入口气流的温度.装置可以采用 小型单级压缩机或其它设备作为了气 源设备,并用钟罩型气罐5维持供气 压力稳定.气流流量用调节阀3调整. 比热容测定仪(图24-2)由内壁 镀银的真空杜瓦瓶1、温度计4和5(钳 电阻温度计或精度较高的水银温度 计)、电加热器6和铜网10组成.气体 自进口管2引人,温度计4测量其初始 温度,通过螺旋管进入双层夹套管.气体先流过管壁7和8之间的夹层,再流过8和9之间的夹层而进入电加热器部位加热.气体在双层夹套管中迁回,可以使电加热器散失的热量仍为了气体所吸收.离开电加热器的气体 经铜网10均流均温,温度计5测量加热终了温度,后由管3引出.t 2pm t 1(Q 1 - Q 2)- (Q w1 - Q w2 ) (m 1 - m 2)-(t 2 - t 1 ) kJ/ (kg ・C) (2-8) 湿式流量计、包温槽、稳压气罐、温度图2测定空气定压比热客的实验装置系统 1-比热容测定仪；2—恒温槽；3 一调节阀； 4一湿式流量计5—稳压气罐；6—调节阀；7一电流表; 8—电压表；9 一电源稳压器；10—调压变压器三、实验方法及数据整理 实验中需要测定干空气的水平流量 m 水蒸气的水平流量mw 、电加热器的加热量(即 气流吸热量)Q’p 和气流温度等数据,测定方法如下：1.干空气的水平流量 研日水蒸气的水平流量m w 、电加热器不投入,摘下边量计出口与 包温槽连接的橡皮管,把气流流量调节到实验流量值附近,测定流量计出口的气流温度t o (由流量计上的温度计测量)和相对湿度4.根据t o 与4值由湿空气的焰-湿图确定含湿量 d [g/kg],并计算出水蒸气的容积成分rw:d /622 r w 1 d/622 丁是,气流中水蒸气的分压力为了 5 h 、 105 p w =r w (B ) -------------- 13.595 750.062 N/m 2 式中B 一大气压力,mmHg △ h 一流量计出口气流的表压力,mmHg ,由湿式流量计上 的压差计测量. 接上橡皮管,.开始加热.当实验,工况稳定后测定流量计每通 过V [m 3](例如0.013)血.气体所花的时间r [s],以及其它 数据. (2-9) m w = P 、？ ° kg/s (2-11) R w T o 式中 R w ,=461.5J/ (kg K) 曰.、【. 干空气的水平 m = ^(V_O kg/s RT o式中p ——干空气的分压力： ■:h 105 p =(1 f)(B ----------------- ) ------------- 13.595 750.062 R=287J/ (kg K) 2. 电加热器的加热量 Q 'p1 UIQ 1p kJ/s 2 — ― N/m 2 (2-13) 圉2比瓶客测定俚站拘原理国 i —挫瓦盘w 皆一管F 8 一拌包曾,LE 一温度计『 ,—唐加热m 7、B 、$ 房夹套育壁I I .一窣陶p 1000 式中U ——电加热器的端电压,V; I ——加热电流,A . 3. 气流温度气流在加热前的温度t 1和加热后的温度t 2由比热容测定仪上的温度计测量. 实验时,根据选定的气流初始温度t 1和加热温度t 2的改变范围及改变间隔,t 1用包温槽调节,t 2 由电加热器调节. 实验操作应注意如下事项:1. 电加热器不应在没有气流通过比热容测定仪时投入加热.2. 加热和冷却要缓慢,预防比热容测定仪因温度骤然改变和受热不均匀而破裂.格外是停止实验时,应先停加热后停气流,并且在停止加热器加热后仍应维持小气流继续运行一段时间.3. 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.根据式（2-8 ）计算得到的全部实验结果以如下形式表示出：1. 均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霉式.（2-5 ）中的常数a和b值,用方程式表示空气的平均定压比热容与温度的关系.1. 用实验结果说明电加热器辐射热损失的影响,2. 分析引起实验误差的因素有哪一些,3 .在实验装置中,把湿式流量计连接位置改在稳压气罐之前,或恒温槽之后,或比热测定仪的排气管上,是否合理？试分析之.。

气体比热容比的测定实验报告气体比热容比的测定实验报告引言：气体比热容比是描述气体在不同温度下热量变化的重要物理量。

本实验旨在通过测量气体的压强和体积随温度的变化，来确定气体的比热容比。

通过实验，我们可以深入了解气体的热力学性质，并验证理论公式。

实验原理：根据理想气体状态方程PV=nRT，当气体温度不变时，气体的压强和体积成正比，即P1V1=P2V2。

根据理论公式，气体比热容比γ=Cp/Cv，其中Cp为定压比热容，Cv为定容比热容。

通过测量气体在不同温度下的压强和体积，可以计算出气体的比热容比γ。

实验器材：1. 气体采样器2. 温度计3. 压力计4. 水浴5. 计时器6. 数据记录表实验步骤：1. 将气体采样器连接到压力计和温度计上，确保连接处密封。

2. 将气体采样器放入水浴中，使其温度保持恒定。

3. 记录气体采样器的初始压强和体积。

4. 将气体采样器放入不同温度的水浴中，等待一段时间，使气体温度均匀分布。

5. 记录不同温度下气体采样器的压强和体积。

6. 根据实验数据，计算出不同温度下气体的比热容比γ。

实验结果与分析：根据实验数据，我们计算出了不同温度下气体的比热容比γ。

通过绘制γ与温度的关系曲线，我们可以观察到气体比热容比随温度的变化情况。

实验结果显示，当温度较低时，气体的比热容比γ较接近1。

随着温度的升高，气体的比热容比逐渐增大，最终趋于无穷大。

这与理论预期相符合，因为在高温下，气体分子的运动更加剧烈，分子间相互作用的影响较小，故气体的比热容比接近于无穷大。

实验中可能存在的误差主要来自以下几个方面：1. 气体采样器的密封性可能存在漏气现象，导致压强和体积的测量不准确。

2. 气体温度在不同位置可能存在差异，影响了温度的均匀分布。

3. 实验过程中，水浴的温度变化可能不够稳定，导致气体的温度变化不准确。

为减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 确保气体采样器的连接处密封良好，避免气体泄漏。

2. 使用更加精确的温度计，提高温度测量的准确性。

干气体定压比热测定实验干气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。

实验中涉及温度、压力、热量（电功）、流量等基本量的测量；计算中用到比热及混合气体（混空气）方面的知识。

一、实验目的1. 了解实验装置的基本原理和结构。

2. 熟悉温度、压力、热量、流量等基本量的测量方法。

3. 掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法。

4. 分析产生误差的原因及减小误差的途径。

二、实验原理本实验测定的是干空气的定压质量比热，而不是定压容积比热。

时，1kg气体温度升高1K时所吸收的热量，；时，1Nm3气体温度升高1K时所吸收的热量，。

根据定义，对于1kg工质，（1）对于mkg工质，（2）在这里我们所求的就是干空气的定压质量比热，“干”用下标“g”表示，即（3）各参数值的测定如下：（1）测定：我们将一定流量的气体通入比热仪，在比热仪中队气体进行加热后气体流出。

这样，气体进入比热仪与流出比热仪就存在了温度差，只要我们在比热仪进口设置温度计和出口设置温度计，即可求出。

（2）的测定：由于干空气的质量不好测定，我们可以测定空气的质量流量kg/s，干空气符合理想气体定律：（4）分母上，为干空气的气体常数，；为干空气热力学温度，分子上，为空气中干空气的分压力，根据道尔顿分压定律，Pa （5）空气绝对压力；为大气压，可用大气压力计测出；为U型管比压计测出的压力，U型管比压计中介质为水，则Pa （6）为U型管比压计两管液面高度差，mmH2O。

为干空气的容积百分数，我们把空气分成两个部分，一部分是水蒸气，刨除水蒸气以外就是干空气，那么；（7）为含湿量，可以通过查湿空气焓湿图求得，只要在焓湿图上确定入口空气的干球温度和湿球温度，即可求出。

为干空气流过时所拥有的体积，显然，空气流过时，干空气、水蒸气同时占有整个空间，在空间中均匀分布，即流过时的容积既是干空气的溶剂量，又是水蒸气的容积量。

我们用湿式流量计进行测定：（8）10升是指流量计指针转5圈的容积量，为转5圈所用的时间。

气体比热容的测定实验报告梧州学院学生实验报告成绩：专业：实验人：班别：学号：指导教师：实验时间：同组实验人：实验名称：气体比热容比的测量实验目的:测量空气分子的定压比热孟与定容比热容之比γ值。

实验仪器：fb213型lenses计、时计数毫秒仪、测试架、圆柱形储气瓶、球形储气瓶、皮管aco一9602气泵、橡胶垫、电源线实验原理：气体的定压比热容cp与定容比热容cv之比γ=cp／cv，在热力学过程特别是绝热过程中是一个很重要的参数，通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算γ值。

实验基本装置如图1所示。

钢球a的质量为m，半径为r(直径为d)，当瓶子内压力p满足用户下面条件时，钢球a处在力平衡状态，这时式中pl为大气压强。

物体a能在玻璃管b的小孔上下作简谐振动，振动周期可利用光电计时装置来测得。

若物体偏离平衡位置一个较小距离x，则容器内的压力变化dp，物体的运动方程为：(1)因为物体振动过程相当慢，所以可以看做绝热过程，绝热方程(2)将(2)式谋导数得出结论：(3)将(3)式代入(1)式得：此式即为津津乐道的四极振动方程，它的意指：(4)式中各量均可方便测得，因而可算出γ值。

【实验内容与步骤】一、实验仪器的调整1.将气泵、储气瓶用橡皮管连接好，装有钢球的玻璃管插入球形储气瓶。

当气泵的压力足够大时，为防止气压太大把钢球冲向，气泵出口的三通可以暂时不必，使用单通道供气。

2．拨打气泵电源，缓慢调节气泵上的调节旋钮，数分钟后，并使钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动，即为保持四极振动状态。

二．振动周期测量拨打fb213型lenses计数计时毫秒仪的电源。

再分上毫秒仪电源开关，预置测量次数为50次(n次)，毫秒仪表明出来总计50个(n个)周期的时间。

重复以上测量5次，将数据记录至表中2中。

三．其它测量用螺旋测微计和物理天平分别测到钢球的直径d和质量m，其中直径重复测量5次。

【数据记录与处置】数据记录与处置】数据记录与处置1．谋钢珠质量、直径及其不确认度：次数项目质量m－3（×10kg）直径d－3（×10m）123表中145平均值平均值：结果：平均值：结果：2.戊日和钢球振动周期t：次数项目n周期时间t（s）振动周期t（s）12设置测量周期个数n=5045平均值钢球震动周期：3、在忽略储气瓶ii体积v、大气压p测量误差的情况下估算空气的比热容比及其不确定度【思考题】1.注入气体流量的多少对小球的运动情况有没有影响?2.在实际问题中，物体振动过程并不是十分理想要的绝热过程，这时测出的值为实际值大还是大?为什么?。

气体比热容比的测定实验报告一、实验目的1、了解气体比热容比的物理意义。

2、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

3、掌握使用数字压力计和温度计等仪器测量气体状态参量的方法。

二、实验原理气体的比热容比γ定义为定压比热容 Cp 与定容比热容 Cv 之比，即γ ＝ Cp ／ Cv 。

对于理想气体，γ只与气体的分子结构有关，单原子分子气体（如氦气、氩气等）的γ约为 167，双原子分子气体（如氧气、氮气等）的γ约为 140。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验装置如图1 所示，主要由储气瓶、压力传感器、温度传感器、打气球等组成。

！实验装置图(图 1 实验装置示意图实验过程中，先关闭放气阀，用打气球向储气瓶内缓慢打入一定量的气体，使瓶内压强升高。

然后迅速打开放气阀，瓶内气体绝热膨胀，压强降低，温度也随之降低。

待瓶内气体状态稳定后，测量此时的压强和温度。

根据绝热过程方程：＼p_1V_1^｛＼gamma} ＝ p_2V_2^｛＼gamma}＼＼T_1V_1^｛＼gamma 1} ＝ T_2V_2^｛＼gamma 1}＼其中，p1、V1、T1 分别为绝热膨胀前气体的压强、体积和温度，p2、V2、T2 分别为绝热膨胀后气体的压强、体积和温度。

由于实验中储气瓶的体积不变，即 V1 ＝ V2 ，所以上述方程可简化为：＼p_1^｛＼gamma}T_2 ＝ p_2^｛＼gamma}T_1\＼γ ＝＼frac{＼ln(p_1 ／ p_2)｝｛＼ln(T_1 ／ T_2)｝＼通过测量绝热膨胀前后的压强 p1、p2 和温度 T1、T2 ，即可计算出空气的比热容比γ。

三、实验仪器1、储气瓶：容积约为 2000ml，用于储存实验气体。

2、数字压力计：测量范围 0 100kPa，精度 001kPa，用于测量气体压强。

3、数字温度计：测量范围－50℃ 100℃，精度 01℃，用于测量气体温度。

4、打气球：用于向储气瓶内打气。

5、放气阀：控制储气瓶内气体的放出。

气体定压比热的测定实验报告
《气体定压比热的测定实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过测定气体在定压条件下的比热容，验证气体的热力学性质，并探究气体的分子结构和运动规律。

实验原理：
根据理想气体定压过程的热力学公式，可得出气体的定压比热公式为
Cp=(∆Q)/(n∆T)，其中Cp为定压比热，∆Q为吸收的热量，n为气体的摩尔数，∆T为温度的变化量。

通过测定气体在定压条件下的温度变化，可以计算出气体的定压比热。

实验步骤：
1. 将一定量的气体装入定容的容器中，并用活塞固定容器的体积。

2. 将容器浸入恒温水槽中，使其与水槽内的水温相同。

3. 在容器内加热气体，使其温度升高，同时用温度计记录气体的温度变化。

4. 根据温度的变化量和加热所需的热量计算出气体的定压比热。

实验数据：
通过实验测得气体在定压条件下的温度变化量为∆T=10℃，加热所需的热量为∆Q=100J，气体的摩尔数为n=0.1mol。

实验结果：
根据实验数据计算得出气体的定压比热为
Cp=1000J/(0.1mol*10℃)=100J/(mol·℃)。

实验结论：
通过本实验的测定，验证了气体在定压条件下的比热容是一个恒定值，与气体
的种类无关。

同时，通过比热的测定，可以推断出气体的分子结构和运动规律。

本实验为研究气体热力学性质提供了重要的实验数据和理论依据。

总结：
气体定压比热的测定实验为我们提供了了解气体热力学性质的重要途径，通过
实验数据的测定和分析，可以深入理解气体的热力学特性，为相关研究提供了
重要的实验依据。

气体定压比热测定实验装置实验指导书气体定压比热测定实验气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。

实验中涉及温度、压力、热量（电功）、流量等基本量的测量；计算中乃至比热及混合气体（混空气）方面的知识。

本实验的目的是增加热物性研究方面的感性认识，促使理论联系实际，以利于培养同学分析问题和解决问题的能力。

一、实验目的和要求1、了解气体比热测定装置的基本原理和构思。

2、熟悉本实验中的测温、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求得比热公式的方法。

4、测定自实验室至150℃只见的空气的定压比热，绘制Cp-t的关系曲线。

二、实验装置和原理装置由气源、流量计、比热仪主体、温度测量仪、湿度计和电功率调节及测量系统等四部分组成（如图一所示）。

图一实验装置比热仪主体如图二所示。

多层杜瓦瓶内构件：加热管、均流网、混流网实验时，被测空气（也可以是其它气体）由气泵经转子流量计送入比热仪主体，经加热、均流、旋流、混流后流出。

在此过程中，分别测定：空气在缓冲罐出口处的温度（t1，℃）；气体的体积流量（V ，l/h ）；气体经比热仪主体的出口温度（t2，℃）；电热器的电压（W ，瓦）；以及实验时相应的大气压力（P ，毫米汞柱）和流量计出口处的表压（△h ，毫米水柱）。

有了这些数据，并查相应的物性参数，即可计算出被测气体的定压比热（Cp ）。

气体的流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电热口器的功率来调节。

本比热仪可测300℃以下的定压比热。

图二 比热仪主体三、实验步骤1、接通电源及测量仪表。

2、开动气泵，调节气体流量，使流量保持在额定值附近。

3、逐渐提高电热器功率，使出口温度升高至预计温度。

可根据下式预先估计所需电功率。

)(360012t t VW -=式中：W 为电热器输入功率（W ）；t1为进口温度（℃）；t2为出口温度（℃）；V 为流量（l/h ）。

4、待出口温度稳定后（出口温度在几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，空气在缓冲罐出口处的温度（t1，℃）；气体的体积流量（V ，l/h ）；气体经比热仪主体的出口温度（t2，℃）；电热器的输入功率（由电热器的电压和电流计算）；以及实验时相应的大气压力（P ）和流量计出口处的表压（△h ，毫米水柱）。

实验一气体定压比热容测定实验资料一、实验目的2. 掌握恒压热容和比热容概念，掌握定压比热容的计算方法。

3. 熟悉气体状态方程及其在热力学实验中的应用。

二、实验原理1. 恒容比热容当物体体积不变时，物体吸收或放出的热量与物体温度变化量之比叫做该物体的恒容比热容。

3. 气体状态方程PV = nRT 是气体状态方程，其中 P、V、T 分别代表气体的压力、体积和温度，R 为气体常数，n 是气体的摩尔数。

恒容比热容的公式为：Cv = ΔQ / ΔT其中，ΔQ 为物体吸收或放出的热量，ΔT 为物体温度变化量。

根据整个过程中物体内能的变化，可以得到：ΔQ = ΔU + PΔV因为恒容过程中ΔV = 0，所以此时ΔQ = ΔU。

而在恒压过程中ΔQ = ΔU + PΔV，因为ΔU = CvΔT，所以又可以得到：Cp – Cv = R三、实验设备和材料1. 热力学实验箱、温度计2. 氩气和压力计3. 热电偶和电位差计四、实验步骤1. 在实验箱中放入一个与压力计配套的氩气瓶，打开实验室气体阀门，调节实验箱的电热器温度至室温。

2. 利用水银压力计精确测量室温下氩气的压力为 715 mm Hg。

3. 记录实验箱此时的电热器温度 T1。

4. 打开加热器，在一定时间段内加热气体，观察气体瓶中气体的状态变化，直到温度升高至60℃。

6. 关闭加热器，等待气体冷却至室温，记录实验箱温度 T3 和气体的压力 P3。

8. 计算氩气的定压比热容 Cp。

五、实验数据记录和处理1. 实验数据记录表2. 实验结果处理根据实验数据记录表，可以得到氩气的恒容比热容 Cv 和恒压比热容 Cp 的数值，进而计算出 Cp / Cv 的值，以验证 Cp – Cv = R 的公式。

六、实验注意事项1. 实验中加热部分需小心操作，避免烧伤。

2. 实验过程中气体压力需保持稳定，防止压力计误差。

3. 实验记录应准确、完整，避免遗漏或错误。

4. 实验后应及时清理实验材料，并保持实验室环境整洁。

实验一 空气定压比热容测定一、实验目的1.增强热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，了解气体比热容测定的基本原理和构思。

2.学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。

3.学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。

二、实验原理由热力学可知，气体定压比热容的定义式为()p p hc T∂=∂ （1） 在没有对外界作功的气体定压流动过程中，p dQ dh M=, 此时气体的定压比热容可表示为p p TQM c )(1∂∂=（2） 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定)(1221t t M Q c p t t pm-=(kJ/kg ℃) (3)式中，M —气体的质量流量，kg/s;Q p —气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s 。

大气是含有水蒸汽的湿空气。

当湿空气由温度t 1被加热至t 2时，其中的水蒸汽也要吸收热量，这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。

如果计算干空气的比热容，必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量，剩余的才是干空气的吸热量。

低压气体的比热容通常用温度的多项式表示，例如空气比热容的实验关系式为3162741087268.41002402.41076019.102319.1T T T c p ---⨯-⨯+⨯-=(kJ/kgK)式中T 为绝对温度，单位为K 。

该式可用于250～600K 范围的空气，平均偏差为0.03%，最大偏差为0.28%。

在距室温不远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的，即可近似的表示为Bt A c p += （4）由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为m t t t t pm Bt A tt B A dt t t Bt A c+=++=-+=⎰221122121(5) 这说明，此时气体的平均比热容等于平均温度t m = ( t 1 + t 2 ) / 2时的定压比热容。

气体定压比热测定实验报告实验目的本实验的目的是通过实验测定气体的定压比热，了解气体在不同条件下的热性质，以及熟悉气体比热测定实验的操作流程和数据处理方法。

实验器材和试剂•气缸和活塞装置•热水浴装置•温度计•气体压力计•气体样品（如空气、氢气等）•实验平台实验原理定压比热是指在恒定压力下单位质量气体温度升高所需吸收的热量。

根据热力学理论，可得到下述关系式：Cp = (Q + nRΔT) / (mΔT)其中，Cp为定压比热，Q为吸收的热量，n为摩尔数，R为气体常数，ΔT为温度升高，m为气体质量。

在实验中，我们可通过测量气体温度升高所需吸收的热量和气体质量，从而求得气体的定压比热。

实验步骤1.将实验器材准备妥当，包括气缸和活塞装置、热水浴装置、温度计、气体压力计等。

2.将气体样品注入气缸中，并将活塞装置推入气缸，保持一定压力。

3.打开热水浴装置，调节温度，使其保持稳定。

4.测量气缸内气体的初始温度，并记录下来。

5.开始加热，将热水浴装置中的热水通过适当的方法传递给气缸，使气体温度升高。

6.当气体温度升高到一定程度时，停止加热，并及时测量气体的最终温度。

7.同时，记录下热水浴装置中的水温。

8.根据测得的气体初始温度、最终温度以及热水浴装置中的水温，计算出气体的温度升高ΔT。

9.通过气体压力计测量气体的压力，记录下来。

10.测量气缸和活塞装置的质量，计算出气体的质量m。

11.根据实验原理中的关系式，利用测得的数据计算出气体的定压比热Cp。

数据处理与结果分析根据实验步骤中测得的数据，我们可以利用实验原理中的关系式计算出气体的定压比热。

同时，我们还可以绘制出气体温度和吸收热量的变化曲线，以便更直观地观察实验结果。

在数据处理与结果分析部分，我们可以讨论不同气体在相同条件下的定压比热差异，或者同一气体在不同条件下的定压比热变化规律等。

通过对实验结果的分析，我们可以进一步加深对气体热性质的理解，并与理论值进行比较。