同濟(jì)大學(xué)工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、工 程 熱 力 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū) 許思傳 同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院 二一二年三月實(shí)驗(yàn)：噴管中氣體流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)543一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理3三、實(shí)驗(yàn)裝置3四、實(shí)驗(yàn)步驟4實(shí)驗(yàn)：空氣比定壓熱容測(cè)定實(shí)驗(yàn)7一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二. 實(shí)驗(yàn)裝置和原理7三.實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理8四注意事項(xiàng)10實(shí)驗(yàn)：真空條件下水蒸汽飽和蒸汽壓及汽化潛熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)11一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1二實(shí)驗(yàn)裝置11三實(shí)驗(yàn)步驟12四數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算結(jié)果13五、注意事項(xiàng)14實(shí)驗(yàn)：二氧化碳pvT關(guān)系的觀察和測(cè)定15一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5二實(shí)驗(yàn)原理15三實(shí)驗(yàn)裝置17四實(shí)驗(yàn)步驟19五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理19六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告20七、注意事項(xiàng)20實(shí)驗(yàn)：可視性飽和蒸汽溫度和壓力關(guān)系實(shí)驗(yàn)21

2、一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1二實(shí)驗(yàn)裝置21三實(shí)驗(yàn)方法與步驟21四實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理22五注意事項(xiàng)22實(shí)驗(yàn)：空氣絕熱指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)23一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試原理23三實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)步驟24四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理24五測(cè)試結(jié)果分析25六注意事項(xiàng)25實(shí)驗(yàn)：噴管中氣體流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)演示漸縮、縮放形噴管，觀察氣流隨背壓變化而引起的壓力和流量變化，繪制噴管各截面壓力軸向位移曲線和流量背壓曲線。2通過(guò)觀察漸縮和縮放噴管中膨脹不足和過(guò)度膨脹現(xiàn)象，進(jìn)一部了解工作條件對(duì)噴管流動(dòng)過(guò)程的影響。3學(xué)習(xí)熱工儀表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)裝置利用真空泵吸氣，造成噴管內(nèi)各個(gè)截面及其背壓都具有一定的真空度，實(shí)現(xiàn)空氣在噴管中流

3、動(dòng)。通過(guò)改變背壓，引起噴管中氣流的壓力和流量發(fā)生變化，用函數(shù)記錄儀繪制出實(shí)驗(yàn)曲線，借以達(dá)到直觀的效果。三、實(shí)驗(yàn)步驟通過(guò)漸縮噴管試驗(yàn)臺(tái)，繪制壓力位移曲線及流量背壓曲線。（1）打開(kāi)真空泵閥門(mén)，打開(kāi)冷卻水，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使測(cè)壓針位于噴管進(jìn)口位置，開(kāi)啟真空泵。（2）通過(guò)真空泵閥門(mén)調(diào)調(diào)節(jié)背壓（該值由背壓真空表讀出），使其大于、等于及小于臨界壓力。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，在不同工況下將探針從噴管進(jìn)口逐步移到噴管之外一段距離，可得如圖1-2所示的壓力曲線。這組曲線表明，漸縮噴管內(nèi)任何截面上的壓力都不會(huì)低于臨界壓力。當(dāng)背壓低于臨界壓力時(shí)，氣流在噴管外發(fā)生突然膨脹，壓力降低到背壓。（4）調(diào)節(jié)背壓，使/1開(kāi)始逐漸降低，流量相

4、應(yīng)自零開(kāi)始逐漸增大。當(dāng)/p1=r/p1時(shí)，流量達(dá)最大值。以后再繼續(xù)降低時(shí)，流量保持不變。這說(shuō)明氣流在噴管中達(dá)到了最大流量，見(jiàn)圖1-3。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)01234pbpcp(pb=pc)0.0760.06450.0420.04050.03950.0580.06p(pb<pc)0.09250.07950.0720.0650.0650.02350.0512p(pb>pc)0.0870.06450.03650.03650.03650.06350.054五Matlab擬合曲線漸縮噴管壓力曲線由于流量只有3組數(shù)據(jù)，無(wú)法很好的擬合出噴管的流量曲線，理論曲線如下圖 0.528六實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.在關(guān)閉真

5、空泵之前，務(wù)必先關(guān)閉真空泵閥門(mén)，以免冷卻水倒灌入真空罐。實(shí)驗(yàn)：空氣定壓比熱容測(cè)定實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解空氣定壓比熱容裝置的工作原理2.掌握由基本數(shù)據(jù)計(jì)算出定壓比熱容值和求得定壓比熱容計(jì)算公式的方法3熟悉本實(shí)驗(yàn)中測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)相對(duì)濕度、以及測(cè)流量的方法。4分析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的原因及減少誤差的可能途徑。二. 實(shí)驗(yàn)裝置和原理本裝置由風(fēng)機(jī)、流量計(jì)、比熱儀主體、調(diào)壓器及功率表等四部分組成，如圖2-1所示。比熱儀主體如圖2-2所示：1多層杜瓦瓶，2電加熱器，3均流網(wǎng)，4絕緣墊，5旋流片，6混流網(wǎng)，7出口溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，被測(cè)空氣由風(fēng)機(jī)經(jīng)流量計(jì)送入比熱儀主體，經(jīng)加熱、均流、旋流、混流后流出。在此過(guò)程中，分別測(cè)定氣體

6、在流量計(jì)出口處的干、濕球溫度（ta,tv）（可利用大氣干濕球溫度代替）；氣體流經(jīng)比熱儀主體的進(jìn)出口溫度（t1,t2）；氣體的體積流量（V）；電熱器的輸入功率（W）；以及實(shí)驗(yàn)時(shí)相應(yīng)的大氣壓力（Pb）和流量計(jì)出口處表壓力（pg）。有了這些數(shù)據(jù)，并查用相應(yīng)的物性參數(shù)，即可計(jì)算出被測(cè)氣體的定壓比熱容（cP）。氣體的流量由節(jié)流閥控制，氣體出口溫度由輸入電熱器的功率來(lái)調(diào)節(jié)。 三.實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理1.接通電源及測(cè)量?jī)x表，開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)，開(kāi)啟加熱器，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使流量保持在額定值附近。3.逐漸提高調(diào)壓器電壓，即提高加熱器功率，使出口溫度升高至預(yù)計(jì)溫度?？梢愿鶕?jù)下式預(yù)先估計(jì)所需電功率：12.式中：W為功率表讀數(shù)（W

7、）；t為比熱儀進(jìn)出口溫度差（）；為每流過(guò)10升空氣所需時(shí)間（s）。 4.待出口溫度穩(wěn)定后（出口溫度在10分鐘之內(nèi)無(wú)變化或有微小起伏,即可視為穩(wěn)定），測(cè)量和讀出下列數(shù)據(jù)：每10升氣體通過(guò)流量計(jì)所需時(shí)間（，s）；比熱儀進(jìn)口溫度（t1）和出口溫度（t2）；當(dāng)時(shí)相應(yīng)的大氣壓（pb）；流量計(jì)出口處的表壓(pg，由mmH2O換算成pa)；干球溫度t1、濕球溫度tw、相對(duì)濕度加熱功率，即功率表讀數(shù)（W）；=180s t1 =15C t2 =39Cpb=100.04mmH2O pg=11kPa t1 =15C tw =10C =39% W=3.67W5.根據(jù)流量計(jì)出口空氣的干球溫度和濕球溫度，從濕空氣的焓濕圖

8、查出含濕量（d，g/kgDA），并根據(jù)下式計(jì)算出水蒸氣的摩爾成分： 查圖：d=2.5g/kg(a) =0.4% 則干空氣的摩爾成分為: ya=1-yv=99.6%6. 根據(jù)電加熱器消耗的電功率，可算得加熱器單位時(shí)間放出的熱量： =3.67 W7.干空氣質(zhì)量流量為：= kg/s8.水蒸氣質(zhì)量流量為：= kg/s9.水蒸氣定壓比熱容的經(jīng)驗(yàn)公式為： cp,v=1844+0.4886tv =1982.27 J/（kg.K）水蒸氣吸收的熱量為：Qv=qm = J/s10.干空氣的定壓比熱容為： =999.5 J/(kg K)11空氣的定壓比熱容為 =waca+wvcv =1003.4 J/（k

9、g.K）12.比熱隨溫度的變化關(guān)系 假定在0150之間，空氣的真實(shí)定壓比熱與溫度之間近似地有線性關(guān)系：則由t1到t2的平均比熱為 ： 因此，若以為橫座標(biāo)，Cpm為縱座標(biāo)（圖2-3），則可根據(jù)不同溫度范圍內(nèi)的平均比熱確定截距a和斜率b，從而得出比熱隨溫度變化的計(jì)算式。四注意事項(xiàng)1.切勿在無(wú)氣流通過(guò)的情況下使電熱器投入工作，以免引起局部過(guò)熱而損壞比熱儀主體。2.輸入電熱器的電壓不得超過(guò)220伏，氣流出口最高溫度不得超過(guò)300。3.加熱和冷卻要緩慢進(jìn)行，防止溫度計(jì)和比熱儀主體因溫度驟升和驟降而破裂。4.停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先切斷電熱器。讓風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行十五分鐘左右（溫度較低時(shí)可適當(dāng)縮短）5.流量計(jì)內(nèi)應(yīng)確保有

10、適量的水實(shí)驗(yàn)：真空條件下水蒸汽飽和蒸汽壓及汽化潛熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)觀察飽和蒸汽壓力和溫度變化的關(guān)系，加深對(duì)飽和狀態(tài)的理解，從而樹(shù)立液體溫度達(dá)到對(duì)應(yīng)于液面壓力的飽和溫度時(shí)，沸騰便會(huì)發(fā)生的基本概念。2、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，掌握飽和蒸汽PT關(guān)系圖表的編制方法。3、學(xué)會(huì)溫度計(jì)、壓力表、調(diào)壓器和大氣壓力計(jì)等儀表的使用方法。4、能觀察到小容積和金屬表面很光滑（ 汽化核心很?。┑娘枒B(tài)沸騰現(xiàn)象。二實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖3-1所示圖3-1 真空條件下水蒸汽飽和蒸汽壓及汽化潛熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1、壓力表，2、排氣閥，3、緩沖器，4、可視玻璃及蒸汽發(fā)生器，5、電源開(kāi)關(guān)，6、電功率調(diào)節(jié)，7、溫度計(jì)（0

11、300），8、可控?cái)?shù)顯溫度儀，9、電壓表三實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)裝置及使用儀表的工作原理和性能。2、將電功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)至電壓表零位，然后接通電源。3、將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)至200220V，待蒸汽壓力升至一定值時(shí)，將電壓降至2050V保溫，待工況穩(wěn)定后迅速記錄下水蒸氣的壓力和溫度。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，在01Mpa（表壓）范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)不少于6次，且實(shí)驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)盡量分布均勻。4、實(shí)驗(yàn)完畢后，將調(diào)壓器旋回零位，并斷開(kāi)電源。5、記錄室溫和大氣壓力。四數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算結(jié)果1測(cè)量的數(shù)據(jù)列表3-1所示。表3-1 測(cè)量數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)次數(shù)飽和壓力bar飽和溫度誤差備注壓力表讀書(shū)P大氣壓B絕對(duì)壓力P=P+B溫度計(jì)讀數(shù)t理論值tt=t&#

12、39;-ttt×100%11.01.013252.01325116.4120.404.003.32%22.01.013253.01325130.2133.433.232.42%33.01.013254.01325142.1143.501.400.98%44.01.013255.01325150.7151.811.110.73%55.01.013256.01325157.6158.851.250.79%66.01.013257.01325163.9164.810.910.55%2、繪制Pt關(guān)系曲線：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)在坐標(biāo)上，清除偏離點(diǎn)，繪制曲線。圖3-2實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖3、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)公式：將實(shí)

13、驗(yàn)曲線繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，則基本呈一直線，故飽和水蒸氣壓力和溫度的關(guān)系可近似整理成下列經(jīng)驗(yàn)公式：t = 1004p圖3-3經(jīng)驗(yàn)公式曲線圖4、誤差分析：通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)測(cè)量比標(biāo)準(zhǔn)值低1%左右，引起誤差的原因可能有以下幾個(gè)方面：（1） 讀數(shù)誤差。（2） 測(cè)量?jī)x表精度引起的誤差。（3） 利用測(cè)量管測(cè)溫所引起的誤差。五、注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)裝置通電后必須有專人看管。2、實(shí)驗(yàn)裝置使用壓力為1MPa（表壓），切不可超壓操作。3、加熱過(guò)程中，箱體上方的金屬管溫度很高，嚴(yán)禁觸碰。實(shí)驗(yàn)：二氧化碳pvT關(guān)系的觀察和測(cè)定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察二氧化碳相變過(guò)程中的凝結(jié)（或汽化）現(xiàn)象。2、測(cè)定臨界參數(shù)，并觀察臨界狀態(tài)附近氣液兩相

14、界限模糊現(xiàn)象。3、觀察超臨界壓力下加熱和冷卻時(shí)氣液兩相連續(xù)過(guò)渡現(xiàn)象。4、用定溫法測(cè)定二氧化碳的pvT關(guān)系（在pv圖上畫(huà)出定溫線）。二實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，狀態(tài)參數(shù)壓力、溫度和比容之間有確定關(guān)系，可表示為F（p，v，T）= 0 或 v = f（p，T） 圖41二氧化碳pvT關(guān)系曲線維持溫度不變，測(cè)定比容與壓力的對(duì)應(yīng)數(shù)值，就可得到等溫線的數(shù)據(jù)。在不同溫度下對(duì)二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行壓縮，將此過(guò)程畫(huà)在pv圖上，可得到如圖41所示的二氧化碳pvT關(guān)系曲線。當(dāng)溫度低于臨界溫度tc時(shí)，該二氧化碳實(shí)際氣體的等溫線有氣液相變的直線段。隨著溫度的升高，相變過(guò)程的直線段逐漸縮短。當(dāng)溫度增加到臨界溫度時(shí)，飽和

15、液體和飽和氣體之間的界限已完全消失，呈現(xiàn)出模糊狀態(tài)，稱為臨界狀態(tài)。二氧化碳的臨界壓力pc為7.38MPa ，臨界溫度tc為31.1。在pv圖上，臨界溫度等溫線在臨界點(diǎn)上既是駐點(diǎn)，又是拐點(diǎn)。臨界溫度以上的等溫線也具有拐點(diǎn)，直到48.1才成為均勻的曲線。三實(shí)驗(yàn)裝置 圖42 實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)1、壓縮室本體 2、活塞式壓力計(jì) 3、恒溫器 圖43 壓縮室本體示意圖1、玻璃毛細(xì)管 2、水銀室 3、壓力油室 4、溫度計(jì) 5、恒溫水套 實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備和儀器儀表有壓縮室本體、恒溫器、壓力表、溫度計(jì)和活塞式壓力計(jì)等。實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)如圖4-2所示。氣體的壓力由活塞式壓力計(jì)2的手輪來(lái)調(diào)節(jié)。壓縮氣體時(shí)，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)手輪以提高油壓

16、。氣體的溫度由恒溫器3給水套供水而維持一定，并由水套內(nèi)的溫度計(jì)讀出。壓縮氣體的壓縮室本體由一根預(yù)先刻度并封有二氧化碳?xì)怏w的玻璃毛細(xì)管和水銀室組成，如圖4-3所示。玻璃毛細(xì)管1插入水銀室2中，之后，再打開(kāi)玻璃管下口。實(shí)驗(yàn)時(shí)，緩緩恒溫水套轉(zhuǎn)動(dòng)活塞式壓力計(jì)2的手輪，逐漸增大壓力油室3中的油壓，使毛細(xì)管中的水銀面緩緩上升，壓縮毛細(xì)管內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?xì)怏w的體積可由毛細(xì)管上的刻度讀出。玻璃恒溫水套5用以維持毛細(xì)管1內(nèi)氣體溫度不變的條件，并且可以透過(guò)它觀察氣體的壓縮過(guò)程。 四實(shí)驗(yàn)步驟1、開(kāi)動(dòng)恒溫水浴的水泵，使室溫下的水循環(huán)，記錄水套內(nèi)溫度計(jì)的數(shù)值（取水套內(nèi)兩只溫度計(jì)讀數(shù)的平均值）。2、關(guān)閉活塞式壓

17、力泵兩端的閥門(mén)，開(kāi)啟中間的液壓油存儲(chǔ)腔閥門(mén)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪移除活塞使液壓油進(jìn)入活塞，到底后關(guān)閉存儲(chǔ)腔閥門(mén)，開(kāi)啟兩端閥門(mén)建立壓力，如果一次行程無(wú)法建立所需壓力，可重復(fù)以上步驟繼續(xù)建立壓力。3、當(dāng)壓力接近臨界壓力時(shí)，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)手輪以提高油壓，記錄在該溫度下的若干不同壓力值p及對(duì)應(yīng)的二氧化碳體積V。壓力間隔一般可取0.5Mpa，在接近飽和狀態(tài)時(shí)壓力間隔應(yīng)取0.05Mpa。同時(shí)，注意觀察承壓管內(nèi)水銀柱上方有二氧化碳液體出現(xiàn)的起始點(diǎn)及二氧化碳?xì)怏w全部變成液體的起始點(diǎn)，并記錄對(duì)應(yīng)的壓力值p及體積V。3、打開(kāi)恒溫水浴的加熱器開(kāi)關(guān)，將恒溫水浴的電接點(diǎn)溫度計(jì)調(diào)定高于室溫但低于臨界溫度的某一值，待水加熱后，記錄水套上溫度

18、計(jì)的數(shù)值，重復(fù)進(jìn)行3步驟。4、將恒溫水浴的電接點(diǎn)溫度計(jì)調(diào)為臨界溫度值（31.1）。待水加熱后，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)手輪以提高油壓，記錄在該溫度下的若干不同壓力值p及對(duì)應(yīng)的二氧化碳體積V。在臨界狀態(tài)附近壓力間隔應(yīng)小些，可取0.05 Mpa。同時(shí)，注意觀察臨界狀態(tài)附近氣液兩相界限模糊現(xiàn)象，并記錄此時(shí)壓力值pc及對(duì)應(yīng)的二氧化碳體積V。5、將恒溫水浴的電接點(diǎn)溫度計(jì)調(diào)定高于臨界溫度的某一值。待水加熱后，記錄水套內(nèi)溫度計(jì)的數(shù)值，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)手輪以提高油壓，記錄在該溫度下的若干不同壓力值p及對(duì)應(yīng)的二氧化碳體積V。會(huì)發(fā)現(xiàn)，壓力再高，二氧化碳?xì)怏w也不會(huì)液化。6、若時(shí)間允許，可再調(diào)高水浴溫度，重復(fù)進(jìn)行5步驟?？赏ㄟ^(guò)降壓過(guò)程觀察汽

19、化現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理1、計(jì)算毛細(xì)管中二氧化碳的質(zhì)量m。在已測(cè)得的溫度低于臨界溫度的數(shù)據(jù)中，找出一組液態(tài)二氧化碳的數(shù)據(jù)，其溫度為t0 ，壓力為p0 ，體積為V0。再在有關(guān)資料上查找出在相同溫度、壓力下二氧化碳液體的比容v0的數(shù)據(jù)，則二氧化碳的質(zhì)量m= V0/ v0 。 壓力（MPa）頂尖高度（mm）液面高度（mm）汞柱高度（mm）液態(tài)體積（mm）5.85365355335205.5365331316155.43652852805表4-1 溫度16.7°C時(shí)液態(tài)體積查表P=5.85MPa，t=16.7°C，=0.001223V=L*A=0.02*A（其中A是水銀室的橫截面

20、積,實(shí)驗(yàn)器材上未標(biāo)明，估算為）0.0513g2、用表格方式列出實(shí)驗(yàn)所得的二氧化碳pvT關(guān)系的數(shù)據(jù)。3、在pv圖上畫(huà)出測(cè)定的一組或幾組等溫線，并標(biāo)明臨界狀態(tài)點(diǎn)。二氧化碳P-v-T圖繪制 1）溫度為18.8度P（MPa）汞柱高度（mm）比體積（m³/kg）3960.0183843.51420.02719341780.0340874.52130.040789552380.0455775.52620.05017363180.0608976.253380.0647276.53390.06491856.753400.0651173410.06530152）溫度為31.1度P（MPa）汞柱高度（m

21、m）比體積（m³/kg）3720.0191523.51210.03218641630.0433584.51920.05107252150.057195.52370.06304262550.067836.252650.070496.52720.0723526.752800.0744872880.0766083）溫度為36.1度P（MPa）汞柱高度（mm）比體積（m³/kg）3650.01953.51170.035141550.04654.51850.055552100.0635.52310.069362470.07416.252570.07716.52640.07926.75

22、2720.081672790.0837六實(shí)驗(yàn)結(jié)論與思考這次實(shí)驗(yàn)誤差很大，和理論值相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，有以下幾個(gè)幾個(gè)問(wèn)題：1）水銀室的橫截面積提供，只能對(duì)于的質(zhì)量做估計(jì)計(jì)算；2）由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間緊張，加壓過(guò)程迅速，而且沒(méi)有留下足夠的時(shí)間讓二氧化碳平衡，然后再開(kāi)始測(cè)量數(shù)據(jù)，這樣導(dǎo)致我們的測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。 思考題：實(shí)驗(yàn)中為什么要保持加壓（或降壓）過(guò)程緩慢進(jìn)行？保持加壓（或降壓）過(guò)程緩慢進(jìn)行才能保證過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，讓二氧化碳平衡，同時(shí)防止二氧化碳進(jìn)入油室，否則在液化不充分時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)就沒(méi)有太大的參考價(jià)值。實(shí)驗(yàn)：可視性飽和蒸汽溫度和壓力關(guān)系實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)觀察飽和蒸汽溫度和壓力的關(guān)系，加深對(duì)飽和狀態(tài)的理

23、解。2.繪制飽和蒸汽PT關(guān)系曲線。掌握溫度計(jì)、壓力表、調(diào)壓器和大氣壓力計(jì)的使用方法。3.觀察金屬表面的沸騰現(xiàn)象。二實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖5-1所示。三實(shí)驗(yàn)方法與步驟1接通電源。2先將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)至180V左右，待蒸汽壓力升至一定值時(shí)，再將電壓降至3050伏保溫，待工況穩(wěn)定后，記錄水蒸氣的壓力及溫度。3改變電壓，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，要求表壓在01Mpa范圍內(nèi)要求實(shí)驗(yàn)不少于6次，且實(shí)驗(yàn)點(diǎn)盡量分布均勻。4實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將調(diào)壓器指針旋回零位，并切斷電源。5記錄室溫和大氣壓力。四實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，在座標(biāo)紙上繪制pT實(shí)驗(yàn)曲線。2將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教材相對(duì)照，驗(yàn)證飽和蒸汽的pT關(guān)系。飽和壓力飽和溫度表壓力/

24、Mpa絕對(duì)壓力/Mpa溫度計(jì)示數(shù)/理論值/誤差0.1180.218118.1122.8333.85%0.2200.320133.2135.691.83%0.3190.419144.2145.200.69%0.4020.502150.9152.010.73%0.5190.619159.6160.030.27%0.6140.714164.0165.751.06%0.7150.815169.5171.190.99%0.8020.902174.2175.480.73%在直角坐標(biāo)系中繪圖得在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中繪圖得，基本可以認(rèn)為是直線p/MPaT/5 誤差分析 通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)測(cè)量比標(biāo)準(zhǔn)值低1%左右，引起

25、誤差的原因可能有以下幾個(gè)方面：1讀數(shù)誤差2測(cè)量?jī)x表精度引起的誤差。3利用測(cè)量管測(cè)溫所引起的誤差。六、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)裝置通電后必須專人看管2.裝置最高使用壓力為1Mpa（表壓），不可超壓工作。3加熱過(guò)程中，箱體上方的金屬管溫度很高，嚴(yán)禁觸碰。實(shí)驗(yàn)：空氣絕熱指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定空氣的絕熱指數(shù)k及空氣的定壓比熱容Cp 及定容比熱容Cv。2、熟悉以絕熱膨脹、定容加熱基本熱力過(guò)程為工作原理的測(cè)定絕熱指數(shù)實(shí)驗(yàn)方法。二實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試原理空氣絕熱指數(shù)也叫作氣體的比熱容比，在熱力學(xué)過(guò)程中是一個(gè)重要的參量，很多空氣中的絕熱過(guò)程都與比熱容比有關(guān)，本裝置就是用于測(cè)定比熱容比的。氣囊有機(jī)玻璃容器閥門(mén)2U型壓

26、力計(jì)閥門(mén)3閥門(mén)1圖6-1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)時(shí)利用氣囊往有機(jī)玻璃容器內(nèi)充氣，通過(guò)U型壓力計(jì)測(cè)出容器內(nèi)的壓力P1；壓力穩(wěn)定后，突然打開(kāi)閥門(mén)并迅速關(guān)閉，在此過(guò)程中，空氣絕熱膨脹，在U型壓力計(jì)上顯示出膨脹后容器內(nèi)的空氣壓力P2；然后，持續(xù)一小時(shí)左右，使容器中的空氣與實(shí)驗(yàn)環(huán)境的空氣進(jìn)行熱交換，最后達(dá)到熱平衡，即容器中的空氣溫度與環(huán)境溫度相等，此時(shí)，U型壓力計(jì)顯示出溫度相等后，容器中空氣壓力P3。根據(jù)過(guò)程方程：p2p1= v1v2k狀態(tài)方程：p1v1=RT1p2v2=RT2p3v3=RT3其中：v3=v2 T3=T1 所以：p2p1= p3p1kk=lnp2p1lnp3p1 k=cpcv因?yàn)椋篶p=cv+R 所以：cv=Rk-1 cp=kRk-1 三實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)試前的準(zhǔn)備（1）在所有閥門(mén)開(kāi)啟的情況下（即容器與大氣相通），用醫(yī)用注射器將蒸餾水注入U(xiǎn)型壓力計(jì)至一定高度。水柱內(nèi)不能含有氣泡，如有氣泡，要設(shè)法排除。（2）調(diào)整裝置的水平位置，使U型壓力計(jì)兩水管中的水柱高在一個(gè)水平線。2、記錄U型壓力計(jì)初始讀數(shù)h。（即容器與大氣相通時(shí)，壓力計(jì)中水柱高度）。3、關(guān)閉閥門(mén)2。4、用氣囊往有機(jī)玻璃容器內(nèi)緩慢充氣，至一定值時(shí)，待壓力穩(wěn)定后，記錄此時(shí)的水柱高度差h1。5、突然打開(kāi)閥門(mén)2，并迅速關(guān)閉。空氣絕熱膨脹后，在U型管內(nèi)顯示出膨脹后