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气体定压比热的测定之实验报告

一、实验题目：气体定压比热的测定
二、实验目的
了解气体比热测定装置的基本原理和构思
熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法
掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法
分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径
三、实验步骤
1、接通电源及测量仪表，选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。
2、摘下流量计上的温度计，开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值附近。测出

tt
流量计出口空气的干球温度（o）和湿球温度（w）。

3、将温度计插回流量计，调节流量，使它保持在额定值附近。逐渐提高电热器功率，
t
W12
使出口温度升至预计温度[可以根据下式预先估计所需电功率：。式中，W为电
热器输入电功率（瓦）；t为进出口温度差（℃）；为每流过10升空气所需时间（秒）]。
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起伏，即可视为稳定），

t
读出下列数据：每10升气体通过流量计所需时间（，秒）；比热仪进口温度（1，℃）-

t
即流量计的出口温度；出口温度（2，℃）；当时相应的大气压力（B，毫米汞柱）和流量

计出口处的表压（h，毫米水柱）；电热器的输入功率（W，瓦）。

四、数据记录和处理

C
(s/10L)B(mmHg)tthW(kJ/s)
1（℃）2（℃）(mmHO)p(kJ/（kg﹒℃）)
2

67.37765.9631.228*10-3
16.86527.2071158%

流量计出口空气：

t
干球温度o=19.00℃

t
o
t
t湿球温度w=13.80℃
o
根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度，从湿空气的干湿图查出含湿量（d，克/
公斤干空气），

d=9.3克/公斤干空气

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并根据下式计算出水蒸汽的容积成分：
d/6229.3/622
r0.01473
w1d/62219.3/622

根据电热器消耗的电功率，可算得电热器单位时间放出的热量：


QW-3
=UI=30.7V*0.04A=1.228W=1.228*10KJ/s

干空气流量（质量流量）为：


PV1rBh13.6104/735.5610/1000
Gw
RT29.27t273.15
oo
4.64471031rBh13.6
w
t273.15
o-4
=1.783*10公斤/秒

水蒸汽流量为：


PVrBh13.6104/735.5610/1000
Gww
wRT47.06t273.15
woo
2.8889103rBh13.6
w
t273.15
o=1.658*10-6公斤/秒

水蒸汽吸收的热量为：

t
QG20.44040.0001167tdt
ww
t
1
G0.4404tt0.00005835t2t2
w2121=7.595*10-6KJ/秒
干空气的定压比热为：


QQQ
tw
C2
pmt
1GttGtt
2121=0.6618KJ/（公斤﹒℃）

五、误差分析

从C的表达式可以看出，影响C的因素为(Q-Q)，G和(t-t)。对吸热量而言，由于
ppwg21
Q比Q小两个量级，故影响最大的为Q，即电功率的测量精度。对空气质量流量而言，由
w
于干空气的量比水蒸气的量大两个量级，故影响最大的为流量，即流量计的测量精度。除
此之外，进出口空气的温差影响也很大。所以，实验的成功与否关键在于U、I、、t和t。
21
从最后C的结果来看，这次实验所得C的值明显偏低。由于U、I是由电表测量，t
pp2
和t是由热电偶测量，计算机直接给出结果，所以造成实验值偏低的主要原因应该是的测
1

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量不够准确。换句话说就是偏低。
纠正误差较好的方法是采用精度较高的流量计，改人工计时为电子计时。

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