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文档简介

空气热机实验 五邑大学物理实验中心 咖啡杯上的斯特林发动机 热机是什么 利用热来做功的机器 蒸汽机 第一次工业革命 电影 回到未来 的蒸汽火车式时空穿梭机 内燃机 汽油机 柴油机 汽轮机 电站 实验目的 理解热机原理及循环过程测量不同输入功率下热功转换效率测量热机输出功率随负载的变化关系 计算热机实际效率 空气热机实验装置图 位移活塞和位移汽缸 工作活塞和工作汽缸 空气热机工作原理 位移活塞和位移汽缸 工作活塞和工作汽缸 飞轮 高温区 电加热 低温区 散热片 工作活塞使汽缸内气体封闭 并在气体的推动下对外做功 位移活塞是非封闭的占位活塞 其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区不断交换 气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动 工作活塞与位移活塞是不同步的 当某一活塞处于位置极值时 它本身的速度最小 而另一个活塞的速度最大 a 当工作活塞处于最底端时 位移活塞迅速左移 使汽缸内气体向高温区流动 b 进入高温区的气体温度升高 使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动 在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能 c 工作活塞在最顶端时 位移活塞迅速右移 使汽缸内气体向低温区流动 d 进入低温区的气体温度降低 使汽缸内压强减小 同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动 完成一次循环 在一次循环过程中气体对外所作净功等于P V图所围的面积 实验原理 卡诺热机 热力学第一定律A Q1 Q2 等温过程 绝热过程 准静态过程时 A等于PV图中循环过程曲线所包围的面积 正循环 顺时针 热机效率 定义式 循环过程 卡诺循环 卡诺定理 实际热机 由热力学第二定律推出 可逆与不可逆热机 实验内容 1 测量不同输入功率下热功转换效率2 测量热机输出功率随负载的变化关系 计算热机实际效率 注意事项 热机汽缸等部位为玻璃制造 容易损坏 请谨慎操作 热机在静止状态下严禁长时间大功率加热 若热机运转过程中因各种原因停止转动 必须用手拨动飞轮帮助其重新运转或立即关闭电源 加热端在工作时温度很高 而且在停止加热后1小时内仍然会有很高温度 请小心操作 否则会被烫伤 注意事项 记录测量数据前须保证已基本达到热平衡 避免出现较大误差 等待热机稳定读数的时间一般在10分钟左右 在读力矩的时候 力矩计可能会摇摆 这时可以用手轻托力矩计底部
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