空氣絕熱指數(shù)的測(cè)定

空氣絕熱指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告任課教師王榮姓名：舒小華學(xué)號(hào)：061800313一、實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程簡(jiǎn)述在熱力學(xué)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(shù)，并以k表示，即k=Cp/Cv。本實(shí)驗(yàn)利用定量氣體在絕熱膨脹過(guò)程和定容加熱過(guò)程中的變化規(guī)律來(lái)測(cè)定空氣絕熱指數(shù)k。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程的P-V圖，如圖1所示。圖中AB為絕熱膨脹過(guò)程，BC為定容加熱過(guò)程。因?yàn)锳B為絕熱過(guò)程，所以：PVk=PBVk （1）BC為定容過(guò)程，所以VB二VC。假設(shè)狀態(tài)A與C所處的溫度相同，對(duì)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(duì)數(shù)，可得:k_m（P,/乙）-ln（P：/P）因此，只要測(cè)出A、B、C三個(gè)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(shù)k?，F(xiàn)將（4）式進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。設(shè)U型管差壓計(jì)的封液（水）的重度為n=9.81X103（N/m3），實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)(5)式可簡(jiǎn)化為:h/P_h(h-h\/(P+h)-h三hACaCAC實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)前將U型壓力計(jì)內(nèi)裝入適量的自來(lái)水，并保持兩液面處于同一水平位置。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。若裝置漏氣請(qǐng)檢驗(yàn)連接處排查漏氣的原因，再次檢查密閉性，最后同時(shí)讀出hA的值。右手轉(zhuǎn)動(dòng)排氣閥，在氣流流出的聲音“啪”消失的同時(shí)關(guān)上排氣閥（此時(shí)，恰到好處，實(shí)驗(yàn)操作者在實(shí)驗(yàn)正式開始前要多練習(xí)幾次）。等U型管差壓計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定后，讀出hc（大約需5分鐘左右的時(shí)間）。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k值。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及誤差分析原始數(shù)據(jù)：（有誤差的室溫：2TC 實(shí)驗(yàn)參數(shù)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(shù)據(jù)整理：室溫：C實(shí)驗(yàn)參數(shù)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(shù)讀數(shù)時(shí)沒有讀液面的最低點(diǎn)導(dǎo)致