電子論文-空氣絕熱指數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)(1)

1、空氣絕熱指數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)測(cè)量空氣絕熱指數(shù)的方法。2. 通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)運(yùn)用熱力學(xué)基本理論處理實(shí) 際問題的能力。3通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)剛性容器充氣、放氣現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)原理容竺輕哼 即 k=cplc、,。本實(shí)驗(yàn)利用定量氣體在絕熱膨脹過程和定容加c(.pcvctc )b( pbvbtb )熱過程中的變化規(guī)律來測(cè)定 空氣絕熱指數(shù)k o該實(shí)驗(yàn)過 程的p v圖，如圖1所示。 圖中力e為絕熱膨脹過程；b c為定容加熱過程。因?yàn)榱榻^熱過程，所以pm = pxb c為定容過程，所以vb =vc o假設(shè)狀態(tài)力與c所處的溫度相同，對(duì)于狀態(tài)力、 c可得：宀匕=pcc( 2)將 (2) 式兩

2、邊 k 次方得 圖1(3)比較(1)、(3)兩式，可得ftatasteetmax wwdtasheetmaz/co 將上式幗蹶梯氮 軸狷的數(shù)據(jù)表查詢服務(wù) k =山(幾/幾)n(pa/ pc)(4)因此，只耍測(cè)出力、b. c三個(gè)狀態(tài)下的壓力5、 必、pc ,且將其代入(4)式，即可求得空氣的絕熱 指數(shù)k o三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖2所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過 充氣閥對(duì)剛性容器進(jìn)行充氣，至狀態(tài)a,由u形管 差壓計(jì)測(cè)得狀態(tài)a的表壓力a （ mmllo ）,如圖3狀 態(tài)a,我們選取容器內(nèi)一分氣體作為研究對(duì)象，其 體積為k,壓力為g溫度為,假設(shè)通過排氣閥 放氣，使其壓力與大氣壓被力相平衡，恰好此時(shí)的氣體

3、膨脹至 整個(gè)容器（體積為k）,立即關(guān)閉排氣閥，膨脹過程 結(jié)束。因?yàn)閜c大氣壓力），由于此過程進(jìn)行得 十分迅速，可忽略過程的熱交換，因此可認(rèn)為此過 程礬量氣體的絕熱轡過程，即由狀態(tài)力（口、入%）絕熱殖爲(wèi)£輸甕 1容 器訪機(jī)i為-才讐饗蚩體積的咫翠體砂。匚處呼狀全面快速免費(fèi)的藪據(jù)爹查詢服務(wù) 態(tài)$的氣體，由于其溫度低于環(huán)境溫度，則剛性容 器內(nèi)的氣體通過容器壁與環(huán)境交換熱量，當(dāng)容器內(nèi) 的氣體溫度與環(huán)境溫度相等時(shí)，系統(tǒng)處于新的平衡 狀態(tài)cg %、%）。若忽略剛性容器的體積變化, 此過程可認(rèn)為是定容加熱過程。此吋容器內(nèi)氣體的 壓力可由u形差壓計(jì)測(cè)得he （ mnih2o ） o至此，被選 為研究

4、對(duì)象的氣體，從a經(jīng)過絕熱膨脹過程至b, 又經(jīng)過定容加熱過程至c,且狀態(tài)力、c所處的溫度 同為環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)了圖1中所示的過程?？諝饨^熱指數(shù)測(cè)定2x 二-ai三-e 七三-e4rlll十匚2502001501 00500501001501-u型管差壓計(jì)：2防塵罩；3排氣閥；4一剛性容器；5充氣閥圖2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖狀態(tài)a狀態(tài)b狀態(tài)c圖3氣體熱力過程示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1 實(shí)驗(yàn)前，認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)原2進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，對(duì)照實(shí)物 熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備。3. 實(shí)驗(yàn)中，由于對(duì)裝置的氣密性要求較高，因 此，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先應(yīng)檢查裝置的氣密性。方法 是，通過充氣閥對(duì)剛性容器充氣至狀態(tài)力，使九二

5、200 （mmh20 ）左右，過幾分鐘后觀察水柱的變化，若不 變化，說明氣密性滿足要求；若有變化，則說明裝 置漏氣。此步驟一定要認(rèn)真，否則，將給實(shí)驗(yàn)結(jié)果 帶來較大的誤差，同時(shí)讀出加的值。上右手轉(zhuǎn)動(dòng)排氣肛在氣流流出的聲音“拍” 消刑同田妬引110超和31操 作暑翟念e去疋始前婁強(qiáng)辿麼爐嚴(yán)o m 荃面快速免費(fèi)的數(shù)據(jù)衰查詢服務(wù)5. 待u型管差壓計(jì)葩讀數(shù)穩(wěn)定后，讀出厶（大 約需5分鐘左右的時(shí)間）。6. 重復(fù)上述步驟，多做幾遍，將實(shí)驗(yàn)中采集的 數(shù)據(jù)填在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中，并求斤值。五、計(jì)算公式如果將前述的（4）式直接用于實(shí)驗(yàn)計(jì)算的話, 那是比較麻煩的。因此，針對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)條件，現(xiàn) 將（4）式進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?/p>

6、設(shè)u型管差壓計(jì)的封液（水）的重度為r=9. 81x 103 (n/m3),實(shí)驗(yàn)時(shí)大氣壓力則為a103(mmh20)o 因此，狀態(tài)a的壓力可表示為pk= a + 狀態(tài)b 的壓力可表示為広二p。,狀態(tài)c的壓力可表示為夙 =pa + he。將其代入(4)式得in厶也 ln(l +饑)k =幾二幾ln(l 4-pa +皿pa +氐(5)實(shí)驗(yàn)中由于剛性容器的限制，一般取仏200泰勒展刃全面快速免費(fèi)的數(shù)據(jù)表查詢服務(wù) 所以，按照近似的方法，(5)式可簡化為 上二hjl兒二 h(ha -hc)/(pa +/tc) ha -hc(6)這即為利用本實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣絕熱指數(shù)k的 簡化(近似)計(jì)算公式。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和整理室溫 ta = °c , 大氣壓力 pa =mmhg,濕度 0 =%o實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，了解實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)方 法，實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真動(dòng)手操作。2. 書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其內(nèi)容除實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和整 理外，還包括實(shí)驗(yàn)原理簡述、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介和對(duì)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果的分析及討論。八、實(shí)驗(yàn)思考題1.漏氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？2實(shí)驗(yàn)中，充氣壓力選得過大或過小，對(duì)實(shí)驗(yàn) 結(jié)果有何影響？3. 空氣的濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)