文档介绍：教学实验 2006
气体定压比热容实验
指导书
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所谓比热容是指单位物理量的物体温度升高1度所需的热量，简称比热。根据选用计量物量的单位不同，有质量比热、容积比热和摩尔比热之分。通常用质量千克作为计量物量的单位，得到的是质量比热，它的单位是千焦/千克•开（kJ/kg•K）。用符号表示，则
或 kJ/kg•K （1）
标准状态下1米3气体温度升高1度所需的热量称作容积比热，单位是千焦/米3•开（kJ/m3•K）用符号表示。
气体的定压比热容是计算在定压变化过程中气体吸入（或放出）的热量的一个重要参数，所以气体定压比热容的测定实验是工程热力学基本实验之一，计算中用到比热及混合气体（湿空气）方面的基本知识。本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，有利于培养分析问题和解决问题的能力。
一、实验目的
了解气体比热测定装置的基本原理和构思。
熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。
掌握由基本数据计算出比热值和比热公式的方法。
分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验原理
引用热力学第一定律解析式，对可逆过程有：
和（2）
定压时
（3）
此式直接由的定义导出，故适用于一切工质。
在没有对外界作功的气体的等压流动过程中：
（４）
则气体的定压比热容可以表示为：
kJ/kg•℃ （5）
式中：——气体的质量流量，kg/s；
——气体在等压流动过程中的吸热量，kJ/s。
由于气体的实际定压比热是随温度的升高而增大，它是温度的复杂函数。实验表明，理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂，但总可表达为：
（6）
式中、、等是与气体性质有关的常数。例如空气的定压比热容的实验关系式：
kJ/kg•K
式中：——绝对温度，K。
该式适用于250～600K，%，%。
由于比热随温度的升高而增大，所以在给出比热的数值时，必须同时指明是那个温度下的比热。根据定压比热的定义，气体在℃时的定压比热等于气体自温度升高到时所需热量除以，即：
当温度间隔为无限小时，即为某一温度时气体的真实比热。如果已得出的函数关系，温度由至的过程中所需要的热量即可按下式求得：
用逐项积分来求热量十分繁复。但在离开室温不很远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线形的，即可近似表示为：
（7）
则温度由至的过程中所需要的热量可表示为：
（8）
由加热到的平均定压比热容则可表