空气绝热指数测定实验充气压力

空气绝热指数的测定实验指导

空气绝热指数的测定实验

一、实验目的

1.学习测量空气绝热指数的方法。

2.通过实验，培养运用热力学基本理论处理实际问题的能力。

3.通过实验，进一步加深对刚性容器充气、放气现象的认识。

二、实验原理

在热力学中，气体的定压比热容c p和定容比热容c v之比被定义为该气体的绝热指数，并以k表示，即k cp/cv。

本实验利用定量气体在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气绝热指数k 。该实验过程的p－v 图，如图1所示。图中A B为绝热膨胀过程；B C为定容加热过程。因为A B为绝热过程，所以

k pAVA pBVBk （1）

B C为定容过程，所以VB VC。

假设状态A与C所处的温度相同，对于状态A、C可得：

pAVA pCVC （2）

将（2）式两边k次方得

(pAVA)k (pCVC)k （3）

比较（1）、（3）两式，可得 图 1

kkpCppkpA A (A) pBpCpApB

将上式两边取对数，可得

k ln(pA/pB)

实验 气体定压比热测定

一、实验目的

1. 了解气体比热测定装置的基本原理和装置结构。 2. 熟悉本实验中温度、压力、热量、流量的测量方法。 3. 掌握由测量数据计算定压比热的方法。

4. 分析本实验中误差产生的原因及减小误差的可能途径。

二、实验原理

根据定压比热的概念，气体在t℃时的定压比热表示为

cp?dq dt （1）

当式（1）的温度间隔dt为无限小时，cp即为某一温度t时气体的真实定压比热（由于气体的定压比热随温度的升高而增大，所以在给出定压比热的数值时，必须指明是哪个温度下的定压比热）。如果已得出cp?f?t?的函数关系，温度由t1至t2的过程中所需要的热量即可按下式求得：

q??cpdt??(a?bt?ct2?)dt

1122 （2）

上式采用逐项积分来求热量十分复杂。在本实验的温度测量范围内（不高于300℃），空气的定压比热与温度的关系可近似认为是线性，即可表示为：

cp?a?bt

q??t2 （3）

则温度由t1至t2的过程中所需要的热量可表示为：

t1?a?bt?dt

t2 （4）

由t1加热到t2的平均定压比热容则可表示为：

ct2

空气参数测定实验

一、 实验目的

空气调节的任务在于采用人工的方法，创造并保持一种能满足人的健康舒适要求以及满足生产过程和科学实验要求的空气环境。通常把影响人的冷热和舒适感觉的四个因素称为气象条件。即：空气温度、空气相对湿度、空气流动速度及物体表面温度。而空气的气象条件是可以用各种仪表进行测量的。本实验的目的就是要掌握这些仪表的基本特性及测定方法。

二、 实验原理及方法 （一）：空气温度的测量

用于测量室内空气温度的仪表很多。如：玻璃液体温度计、热电偶温度计和电阻温度计等。本实验主要采用玻璃液体温度计进行测量。

室内空气温度通常在离地1.5米的高度上进行测量，并将温度读书记录下来。使用玻璃温度计时应注意下列各点：

1、 读数时应手持温度计的上端，使眼睛、刻度线和液面相平进行读数。

若眼睛偏高，读数值偏低。眼睛偏低，读数偏高。 2、 人体应稍许离开温度计，不得用手接触温包。

3、 温度计放在测点需液柱处于稳定后方能进行读数。读数要尽量快，先

读小数后读整数，以防人体靠近后产生误差。 4、 温度计不应放在受强烈辐射的地点进行测量。 （二）：空气湿度的测量 本实验主要测量仪表：干湿球温度计、电子温湿度仪、毛发温湿度

表。

1、干湿球温度计

读出干球温

物理化学实验教案(钟爱国) 1

实验一 液体饱和蒸气压的测定

【目的要求】

1. 掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。

2. 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方程式的意义。

3 . 了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及精密数字压力计的使用及注意事项。 【实验原理】

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

dlnp?vapHm (1) ?dTRT2式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为

今天，我在快乐作文班做了一个好玩的实验，发现了大气也有压力。

实验前，老师问我们：同学们，你们知道大气有压力吗？”同学们的答案参差不齐，有的说有，有的说没有。老师拿出实验的材料，一张硬纸和一个水杯对大家说：那我们来实验一下吧！”

开始做实验了，老师拿出一个没有装水的水杯，和一张硬纸板，把硬纸压在杯口上，把水杯倒过来，接着对大家说：我把左手拿开会怎样呢？”大家齐声喊道：”当然会掉下来。结果硬纸板果真掉下来了。

这次，老师把水杯里装满了水，把硬纸压作文上去，把水杯倒了过来，我心想：这次总不会又掉下来了吧！”然后老师又问我们：这次我把左手放开水会流出来吗？”有人说会，也有人说不会。老师轻轻的把手拿开，不可思议的事情发生了。水并没有流出来，硬纸板也没掉。老师把里面的水倒掉了一半，又给大家试了一遍，水仍然没有流出来。这是为什么呢？老师告诉我们，不是因为水把硬纸粘住了，而是空气从下往上升，把硬纸压上去了，所以才没有掉。这时，我们才明白原来大气也是有压力的！

今天真有意义，我发现了大气有压力，又学到了新的知识。

物化实验报告

实验二

液体饱和蒸气压的测定

Ⅰ、目的要求

一、

明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。

二、

用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。

三、

学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。

Ⅱ、实验原理

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

物化实验报告

dlnp

dT

vapHmRT2

(1)

式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。

假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：

lnp

vap

物化实验报告

实验二

液体饱和蒸气压的测定

Ⅰ、目的要求

一、

明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。

二、

用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。

三、

学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。

Ⅱ、实验原理

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

物化实验报告

dlnp

dT

vapHmRT2

(1)

式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。

假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：

lnp

vap

实验报告

课程名称：

学 院：

专 业 班：

姓 名：

学 号：

同组人员：

实验时间：

指导教师：

化 工 原 理

年 月 日

一、实验课程名称：化工原理

二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求：

1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强

化传热的途径。

四、实验内容和原理

实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算 ，关联出相关系数。

实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，

固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有

T

t

图4－1间壁式传热过程示意图

Q m1cp1 T1 T2 m2cp2 t2 t1 1A1 T TW M 2A2 tW t m KA tm

（4－1）

热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，

T T T2 TW2

T TW m 1W1

ln

T1 TW1T2 TW2

（4－

流体力学实验报告

平面上的静水总压力测量实验报告

专业 城市地下空间工程 班级 1001班 姓名 刘振林 学号 0202100103 小组成员 刘振林 孙小磊 卢双全 李艺 实验日期年月日

一、实验目的

1、测定矩形平面上的静水总压力。

2、验证静水压力理论的正确性。

二、实验原理

作用于任意形状平面上的静水总压力P等于该平面形心点的压强与平面面

积A的乘积。即P=pc·A。

矩形平面上的静水总压力等于压强分布图的体积。即P=V=Ω·b。 对于三角形分布：

P=(1/2)·H2b

e=(1/3)·H

对于梯形分布：

P=(1/2)·(H1+H2)ab

e=(a/3)·(2H1+H2)/(H1+H2)

由力矩平衡：

G·L=P·L1

式中 L1=y-e

1

流体力学实验报告

三、实验步骤

1、熟悉仪器，记录有关常数。

2、调整底脚螺丝，使水准泡居中。

3、调整平衡砣，使平衡杆处于水平状态(杆下缘与中刻度线齐平)。

4、打开进水阀门k，放水进入水箱，待水流上升到一定的高度，关闭k。

5、加砝码到砝码架上，使平衡杆恢复到水平状态。如有微差，则再加水或放水直至平衡为止。

6、记录

“空气中氧气含量的测定”实验探究

1．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下实验方案： 在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰 熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如图1所示） 回答下列问题：

（1）实验过程中，观察到的主要现象是 ， 。

反应的化学方程式是 。

（2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）： ， 。 （3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷

却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？

。

（4）若仍然用木炭代替红磷，丙生的实验方案应作何改进，才能保证实验成功？