空氣絕熱指數的測定

空氣絕熱指數測定實驗報告任課教師王榮姓名：舒小華學號：061800313一、實驗原理及過程簡述在熱力學中，氣體的定壓比熱容Cp和定容比熱容Cv之比被定義為該氣體的絕熱指數，并以k表示，即k=Cp/Cv。本實驗利用定量氣體在絕熱膨脹過程和定容加熱過程中的變化規(guī)律來測定空氣絕熱指數k。該實驗過程的P-V圖，如圖1所示。圖中AB為絕熱膨脹過程，BC為定容加熱過程。因為AB為絕熱過程，所以：PVk=PBVk （1）BC為定容過程，所以VB二VC。假設狀態(tài)A與C所處的溫度相同，對于狀態(tài)A、C可得:PV=PV將（A2）式兩邊k次方得：（PV）k=（PV）kAA CC比較（1）、（3）兩式，可得:PkPkA^^~（—A）kPPBA cb將上式兩邊取對數，可得:k_m（P,/乙）-ln（P：/P）因此，只要測出A、B、C三個狀態(tài)下的壓力PA、PB、PC，且將其代入（4）式，即可求得空氣的絕熱指數k?，F將（4）式進行適當的簡化。設U型管差壓計的封液（水）的重度為n=9.81X103（N/m3），實驗時大氣壓力則為Pa^104（mmH2O）。因此，狀態(tài)A的壓力可表示為PA=Pa+hA，狀態(tài)B的壓力可表示為PB=Pa，狀態(tài)C的壓力可表示為PC=Pa+hC。將其代入（4）式得：lnPa+： ln（1+匕）k_―_,七lnPZa ln（1+氣―匕）p+h P+h利用數學知識對(5)式可簡化為:h/P_h(h-h\/(P+h)-h三hACaCAC實驗過程：實驗前將U型壓力計內裝入適量的自來水，并保持兩液面處于同一水平位置。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。若裝置漏氣請檢驗連接處排查漏氣的原因，再次檢查密閉性，最后同時讀出hA的值。右手轉動排氣閥，在氣流流出的聲音“啪”消失的同時關上排氣閥（此時，恰到好處，實驗操作者在實驗正式開始前要多練習幾次）。等U型管差壓計的讀數穩(wěn)定后，讀出hc（大約需5分鐘左右的時間）。重復上述步驟，多做幾遍，將實驗中采集的數據填在實驗數據表格中，并求k值。二、實驗數據及誤差分析原始數據：（有誤差的室溫：2TC 實驗參數工況一工況二工況三工況四工況五工況六hA(mmH2O)3400-15003960-8804000-8503300-15503150-17003450-1400hC(mmH2O)2650-22002800-20502800-20502650-22002600-22502700-2180k數據整理：室溫：C實驗參數工況一工況二工況三工況四工況五工況六hA(mmH2O)190030803150175014502050hC(mmH2O)450750750450350520k1.311.321.321.351.321.40誤差分析：可能沒有等到出水五分鐘液面不在變化就讀了數讀數時沒有讀液面的最低點導致