篇一：熱工實驗指導書(正文)
實驗一二氧化碳p、v、t關係的測定
一、實驗目的
1．學習在準平衡狀態下，測定氣體三個基本狀態引數關係的方法。
2．觀察在臨界狀態附近汽液兩相互變的現象，測定co2的臨界引數。
3．掌握活塞式壓力計及恆溫器等儀表的使用方法。
二、實驗原理
在準平衡狀態下，氣體的絕對壓力p、比容v和絕對溫度t之間存在某種確定關係，即狀態方程
f(p,v,t)?0
理想氣體的狀態方程具有最簡單的形式：
pv=rt
實際氣體的狀態方程比較複雜，目前尚不能將各種氣體的狀態方程用乙個統一的形式表示出來，雖然已經有了許多在某種條件下能較好反映p、v、t之間關係的實際氣體的狀態方程。因此，具體測定某種氣體的p、v、t關係，並將實測結果描繪在平面的座標圖上形成狀態圖，乃是一種重要而有效的研究氣體工質熱力性質的方法。
因為在平面的狀態圖上只能表達兩個引數之間的函式關係，所以具體測定時有必要保持某乙個狀態引數為定值，本實驗就是在保持絕對溫度t不變的條件下進行的。
三、實驗裝置
本實驗裝置所測定的氣體介質是二氧化碳。整套裝置由試驗台本體、測溫儀表、活塞式壓力計和恆溫器四大部分所組成，其系統示意在圖一中。圖一試驗台系統圖
試驗台本體的結構如圖二所示。
圖二試驗台本體
其中1—高壓容器；2—玻璃杯；3—壓力油；4—水銀；5—填料壓蓋；6—密封填料；7—恆溫水套；8—承壓玻璃管；9—co2空間；10—溫度計。
它的工作情況可簡述而下：
由活塞式壓力計送來的壓力油首先進入高壓容器，然後通過高壓容器和玻璃杯之間的空隙，使玻璃杯中水銀表面上的壓力加大，迫使水銀進入預先灌有co2氣體的承壓玻璃管，使其中的co2氣體受到壓縮。如果忽略中間環節的各種壓力損失，可以認為co2氣體所受到的壓力即活塞式壓力計所輸出的壓力油的壓力，其數值可在活塞式壓力計臺架上的壓力表中讀出。至於承壓玻璃管中co2 氣體的容積，則可由水銀柱的高度間接測出（下面還將詳細述及）。
承壓玻璃管外還有乙個玻璃套管，其上下各有乙個接頭，分別用橡皮管與恆溫器聯接。恆溫器中的水溫由加熱器加熱、由電接觸式水銀溫度計控制，可以基本保持不變。恆溫器中的電動幫浦裝恆溫水抽出，由玻璃套管的下端進入，上端流出，在玻璃套管和恆溫器之中進行迴圈。
這樣，在穩定情況下，可以認為co2氣體的溫度與迴圈水的溫度相等。這就保證了co2可在等溫情況下進行狀態的改變。
活塞式壓力計依靠帶有活塞的螺桿的前進或後退，改變壓力幫浦中低粘度壓力油的壓力，它有乙個進油閥和兩個控制閥，使用時必須嚴格遵守活塞式壓力計的操作規律，以免發生意外，損壞試驗台本體。
四、實驗步驟
1．熟悉各實驗裝置，對照圖一搞清楚壓力傳遞的路線及恆溫器迴圈的流程。
2．使用恆溫器調節溫度：
（1） 準備工作——在恆溫器中加入蒸餾水，水面應離蓋板3厘公尺左右。檢查並接通
電路，啟動恆溫器電動幫浦，使迴圈水對流。
（2） 調定溫度——旋轉接觸式水銀溫度計頂部嵌有永久磁鐵的膠木帽，到達選定溫
度後，將膠木帽上的螺釘旋緊。，重複以上（2）、（3）（4）各步驟（3） 加熱公升溫——實驗時應視工況調節加熱器，當恆溫器指示燈時明時滅時，說明
溫度已達到所需溫度。
（4） 判斷定溫——觀察與玻璃套管相連的溫度顯示儀，當它的值與恆溫器上的溫度
計讀數基本相同並且保持不變時，可認為co2的溫度已恆定。（注意，此時而時
的溫度與接觸式水銀溫度計的讀數略有不同，應以前者為準。）
（5） 改變溫度——需要改變溫度時，重複以上（2）、（3）、（4）各步驟。
3. 加壓準備
（1）先關閉壓力表控制閥及進入本體油路的控制閥，開啟壓力計油杯的進油閥。
（2）倒退壓力計活塞螺桿，至螺桿全部退出，此時抽油。
（3）先關閉油杯進油閥，再開啟壓力表和油路的兩控制閥。
（4）向前推進活塞螺桿，向本體注油。如此反覆，直至壓力表上有讀數時止，一般重複兩
三次即建立油壓。
特別應注意以下情況，如螺桿已推進到極限位置，而壓力尚未達到所需值，必須再一次抽油加壓，此時要嚴格按以下程式操作，先關油路控制閥；再開油杯進油閥，使壓力表壓力降至0；關壓力表控閥，倒退螺桿抽油至極限位置；然後關閉油杯進油閥，開壓力表控制閥，推進螺桿逐漸加壓直到剛才所建立的油壓時才能開油路控制閥（在此以前油路控制閥決不能開！），進一步加壓。
（5） 檢查確定油杯進油閥關閉、油路及壓力表的兩個控制閥開啟，溫度恆定後，開始實
驗記錄。
4．實驗記錄
緩慢加壓，密切注意co2在加壓過程的狀態變化。將實驗過程中的原始資料和物理現象記錄在實驗報告上。實驗資料報括：
（1） 裝置資料：儀器、儀表的名稱、型號、規格、精度和量程。
（2） 常規資料：室溫、當時大氣壓及實驗環境條件。
（3） 技術資料：實驗中實測的各種資料，可記錄在表一中。
五、注意事項
1.除t= 20℃時，須加壓到絕對壓力9.80mpa（表壓9.70mpa）外，其餘各等溫線均在
5 ～ 9mp間測出h值，表壓不得超過9.70mpa，溫度不應超過50℃。
2． 一般壓力間隔可取0.2 ～ 0.5，接近飽和狀態和臨界狀態時壓力間隔適當取小些。
3． 加壓過程應足夠緩慢以實現準平衡過程，卸壓時應逐漸旋轉壓力幫浦手柄，決不可直
接開啟油杯閥卸壓！
4.實驗完畢將儀器裝置擦淨。將原始記錄交給指導教師簽字後方可離開實驗室。 遇
到疑難或異常情況應及時詢問指導教師，不得擅自違章處理
六、實驗資料整理
1． 絕對壓力p：大氣壓力b?1kgf/cm2。
2． 比容v：實驗中測得co2柱的高度h值應為刻度尺上的讀數減去承壓玻璃管上部的實
心段h0的數值，h?h讀?h0
比容 v?v
g?ha
g式中v?co2的比容，m3/kg；
g?co2的重量，kg;
v?co2的體積，m3;篇二：熱工實驗指導書
實驗一二氧化碳p、v、t關係的測定實驗
一、實驗目的
1.學習在準平衡狀態下，測定氣體三個基本狀態引數關係的方法。 2.
觀察在臨界狀態附近汽液兩相互變的現象，測定co2的臨界引數。 3.掌握活塞式壓力計及恆溫器等儀器的使用方法。
二、實驗原理
在準平衡狀態下，氣體的絕對壓力p、比體積（比容）v和絕對溫度t之間存在某種確定關係，即狀態方程：
f?p,v,t??0 理想氣體的狀態方程具有最簡單的形式：
pv?rt 實際氣體的狀態方程比較複雜，目前尚不能將各種氣體的狀態方程用乙個統一的形式表示出來，雖然已經有了許多在某種條件下能較好反映p、v、t之間關係的實際氣體的狀態方程。因此，具體測定某種氣體的p、v、t關係，並將實測結果描繪在平面的座標圖上形成狀態圖，乃是一種重要而有效的研究氣體工質熱力性質的方法。
因為在平面的狀態圖上只能表達兩個引數之間的函式關係，所以具體測定時有必要保持某乙個狀態引數為定值，本實驗就是在保持絕對溫度t不變的條件下進行的。 三、實驗裝置
本實驗裝置所測定的氣體介質是二氧化碳。整套裝置由試驗台本體、測溫儀表、活塞式壓力計和恆溫器四大部分所組成，其系統和本體示意圖分別如圖6-1和6-2。
圖6-1 試驗台系統圖
圖6-2 試驗台本體
由活塞式壓力計送來的壓力油首先進入高壓容器，然後通過高壓容器和玻璃杯之間的空隙，使玻璃杯中水銀表面上的壓力加大，迫使水銀進入預先灌有co2氣體的承壓玻璃管，使其中的co2氣體受到壓縮。如果忽略中間環節的各種壓力損失，可以認為co2氣體所受到的壓力即活塞式壓力計所輸出的壓力油的壓力，其數值可在活塞式壓力計臺架上的壓力表中讀出。至於承壓玻璃管中co2 氣體的容積，則可由水銀柱的高度間接測出。
承壓玻璃管外還有乙個玻璃套管，其上下各有乙個接頭，分別用橡皮管與恆溫器聯接。恆溫器中的水溫由加熱器加熱、由電接觸式水銀溫度計控制，可以基本保持不變。恆溫器中的電動幫浦將恆溫水抽出，由玻璃套管的下端進入，上端流出，在玻璃套管和恆溫器之中進行迴圈。
這樣，在穩定情況下，可以認為co2氣體的溫度與迴圈水的溫度相等。這就保證了co2可在等溫情況下進行狀態的改變。活塞式壓力計依靠帶有活塞的螺桿的前進或後退，改變壓力計中壓力油的壓力，它有乙個進油閥和兩個控制閥，使用時必須嚴格遵守活塞式壓力計的操作規律，以免發生意外，損壞試驗台本體。
四、實驗步驟
1.熟悉各實驗裝置，對照系統圖弄清壓力傳遞的路線及恆溫器迴圈水的流程。 2.使用恆溫器調節溫度：
（1）準備工作：在恆溫器中加入蒸餾水（一般用自來水代替），水面應離蓋板3厘公尺左右。檢查並接通電路，啟動恆溫器電動幫浦，使迴圈水流動。
（2）調定溫度：旋轉接觸式水銀溫度計頂部嵌有永久磁鐵的膠木帽，到達選定溫度後，將膠木帽上的螺釘旋緊。
（3）加熱公升溫：實驗時應視工況調節加熱器，當恆溫器指示燈時明時滅時，說明溫度已達到所需溫度。
（4）判斷定溫：觀察與玻璃套管相連的溫度顯示儀，當它的值與恆溫器上的溫度計讀數基本相同並且保持不變時，可認為co2的溫度已恆定（注意，此時的溫度與接觸式水銀溫度計的讀數略有不同，應以前者為準）。
（5）改變溫度：需要改變溫度時，重複以上（2）、（3）、（4）各步驟。 3.加壓準備
（1）先關閉壓力表控制閥及進入本體油路的控制閥，開啟壓力計油杯的進油閥。 （2）倒退壓力計活塞螺桿，至螺桿全部退出，此時為抽油過程。 （3）再關閉油杯進油閥，同時開啟壓力表和本體油路的兩隻控制閥。
（4）向前推進活塞螺桿，向本體注油。如此反覆，直至壓力表上有讀數時止，
一般重複上
述步驟兩三次即可建立油壓。（特別注意，如螺桿已推進到極限位置，而壓力尚未達到所需值，
必須再進行一次抽油加壓操作，此時要嚴格按以下程式操作，先關油路控制閥；
再開油杯進
油閥，使壓力表壓力降至0；關壓力表控閥，倒退螺桿抽油至極限位置；然後關
閉油杯進油
閥，開壓力表控制閥，推進螺桿逐漸加壓直到剛才所建立的油壓時才能開油路控
制閥，在此
以前油路控制閥決不能開。） 4.實驗記錄
緩慢加壓，密切注意co2在加壓過程的狀態變化。將實驗過程中的原始資料和物理現象記錄在實驗報告上。實驗資料報括：
（1）裝置資料：儀器的名稱、型號、規格、精度和量程。 （2）常規資料：室溫、大氣壓及實驗環境條件。
（3）技術資料：實驗中實測的各種資料，可記錄在表6-1中。2五、注意事項
1.除t= 20℃時，須加壓到絕對壓力9.80mpa（表壓9.
70mpa）外，其餘各等溫線均在（5～ 9）mpa間測出h值，表壓不得超過9.70mpa，溫度不應超過50℃。 2.
一般壓力間隔可取（0.2～0.5）mpa，接近飽和狀態和臨界狀態時壓力間隔適當取小些。
3.加壓過程應足夠緩慢以實現準平衡過程，卸壓時應逐漸旋轉壓力計手柄，決不可直接開啟油杯閥卸壓。
4.實驗完畢後將儀器裝置擦淨。 六、實驗資料整理
1.比體積（比容）v：實驗中測得co2柱的高度h值應為刻度尺上的讀數減去承壓玻璃管上部的實心段h0的數值，比容
3mv?式中 co2的比容，/kg；g?co2的重量，kg; 3
v?co2的體積，m;
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