電子論文-空氣絕熱指數(shù)的測定實驗(1)

1、空氣絕熱指數(shù)的測定實驗一、實驗目的1. 學習測量空氣絕熱指數(shù)的方法。2. 通過實驗，培養(yǎng)運用熱力學基本理論處理實 際問題的能力。3通過實驗，進一步加深對剛性容器充氣、放氣現(xiàn)象的認識。二、實驗原理容竺輕哼 即 k=cplc、,。本實驗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)律來測定 空氣絕熱指數(shù)k o該實驗過 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。因為力為絕熱過程，所以pm = pxb c為定容過程，所以vb =vc o假設狀態(tài)力與c所處的溫度相同，對于狀態(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 k =山(幾/幾)n(pa/ pc)(4)因此，只耍測出力、b. c三個狀態(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、實驗設備本實驗的實驗設備如圖2所示。實驗時，通過 充氣閥對剛性容器進行充氣，至狀態(tài)a,由u形管 差壓計測得狀態(tài)a的表壓力a （ mmllo ）,如圖3狀 態(tài)a,我們選取容器內一分氣體作為研究對象，其 體積為k,壓力為g溫度為,假設通過排氣閥 放氣，使其壓力與大氣壓被力相平衡，恰好此時的氣體

3、膨脹至 整個容器（體積為k）,立即關閉排氣閥，膨脹過程 結束。因為pc大氣壓力），由于此過程進行得 十分迅速，可忽略過程的熱交換，因此可認為此過 程礬量氣體的絕熱轡過程，即由狀態(tài)力（口、入%）絕熱殖爲£輸甕 1容 器訪機i為-才讐饗蚩體積的咫翠體砂。匚處呼狀全面快速免費的藪據(jù)爹查詢服務 態(tài)$的氣體，由于其溫度低于環(huán)境溫度，則剛性容 器內的氣體通過容器壁與環(huán)境交換熱量，當容器內 的氣體溫度與環(huán)境溫度相等時，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, 此過程可認為是定容加熱過程。此吋容器內氣體的 壓力可由u形差壓計測得he （ mnih2o ） o至此，被選 為研究

4、對象的氣體，從a經過絕熱膨脹過程至b, 又經過定容加熱過程至c,且狀態(tài)力、c所處的溫度 同為環(huán)境溫度，實現(xiàn)了圖1中所示的過程。空氣絕熱指數(shù)測定2x 二-ai三-e 七三-e4rlll十匚2502001501 00500501001501-u型管差壓計：2防塵罩；3排氣閥；4一剛性容器；5充氣閥圖2 實驗設備示意圖狀態(tài)a狀態(tài)b狀態(tài)c圖3氣體熱力過程示意圖四、實驗步驟1 實驗前，認真閱讀實驗指導書，了解實驗原2進入實驗室后，參考實驗指導書，對照實物 熟悉實驗設備。3. 實驗中，由于對裝置的氣密性要求較高，因 此，實驗開始時，首先應檢查裝置的氣密性。方法 是，通過充氣閥對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。此步驟一定要認真，否則，將給實驗結果 帶來較大的誤差，同時讀出加的值。上右手轉動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去疋始前婁強辿麼爐嚴o m 荃面快速免費的數(shù)據(jù)衰查詢服務5. 待u型管差壓計葩讀數(shù)穩(wěn)定后，讀出厶（大 約需5分鐘左右的時間）。6. 重復上述步驟，多做幾遍，將實驗中采集的 數(shù)據(jù)填在實驗數(shù)據(jù)表格中，并求斤值。五、計算公式如果將前述的（4）式直接用于實驗計算的話, 那是比較麻煩的。因此，針對我們的實驗條件，現(xiàn) 將（4）式進行適當?shù)暮喕?/p>

6、設u型管差壓計的封液（水）的重度為r=9. 81x 103 (n/m3),實驗時大氣壓力則為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)實驗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的數(shù)據(jù)表查詢服務 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)這即為利用本實驗裝置測定空氣絕熱指數(shù)k的 簡化(近似)計算公式。六、實驗數(shù)據(jù)記錄和整理室溫 ta = °c , 大氣壓力 pa =mmhg,濕度 0 =%o實驗數(shù)據(jù)記錄表七、實驗報告要求1. 預習實驗報告，了解實驗原理，熟悉實驗方 法，實驗時認真動手操作。2. 書寫實驗報告，其內容除實驗數(shù)據(jù)記錄和整 理外，還包括實驗原理簡述、實驗設備簡介和對實 驗結果的分析及討論。八、實驗思考題1.漏氣對實驗結果有何影響？2實驗中，充氣壓力選得過大或過小，對實驗 結果有何影響？3. 空氣的濕度對實驗結