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定壓比熱測定技術:原理、方法與實驗實踐

更新時間:2025-05-22      點擊次數:119
  定壓比熱測定技術是熱力學研究中的重要手段,用于確定氣體在恒定壓力下的比熱容。
  原理
  定壓比熱容(cp)定義為單位質量氣體在恒定壓力下溫度升高1℃所需的熱量。根據熱力學第一定律,在等壓過程中,氣體吸收的熱量等于其焓的增加量。通過測量氣體在等壓過程中的吸熱量和溫度變化,可計算出定壓比熱容。
  方法
  定流法:讓氣體流過量熱器時被加熱,通過測量氣體在量熱器進出口的溫度、流量以及加熱量,計算定壓比熱容。需注意消除量熱器熱損失的影響。
  混合法:預先將氣體加熱,使其流過量熱器時冷卻,通過量熱器測定氣體放熱量,進而計算定壓比熱容。
  實驗實踐
  實驗裝置通常包括風機、流量計、比熱儀本體、電功率調節及測量系統。實驗步驟如下:
  啟動風機,調節流量計,使氣流量穩定。
  調節電加熱器功率,使氣體出口溫度達到預定值。
  待溫度穩定后,記錄氣體流量、進出口溫度、電加熱器功率等數據。
  根據記錄數據,計算氣體的定壓比熱容。
  在實驗中,需特別注意控制實驗條件,如保持氣流穩定、準確測量溫度和流量、消除熱損失等,以確保實驗結果的準確性。通過多次實驗和數據平均,可進一步提高實驗精度。
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