絕熱指數是指理想氣體可逆絕熱過程的指數，用K表示，所以理想氣體比熱比等於絕熱指數。在天體物理學中絕熱指數也指天體被壓縮1%所產生的壓力增大的百分比。
基本介紹
- 中文名：絕熱指數
- 外文名：heat capacity ratio
- 公式：K=Cp/Cv
- 定義：理想氣體可逆絕熱過程的指數
- 符號表示：K
- 影響因素：氣體的種類、所受壓力、溫度
簡介,氣體絕熱指數的確定,駐波法測量空氣絕熱指數,體積絕熱指數,
簡介
若流體工質在狀態變化的某一過程中不與外界發生熱交換，則該過程就稱為絕熱過程。用節流孔板測量氣體流量時，流體流過節流孔板時發生的狀態變化，可近似地認為是一絕熱過程。為了在測量中能求出氣體膨脹係數，就需要知道表征被測氣體為絕熱過程的絕熱指數。若該氣體可認為是理想氣體，則其絕熱指數K就是定壓比熱容與定容比熱容之比，即
K=Cp/Cv
對於實際氣體來說，絕熱指數與氣體的種類、所受壓力、溫度有關。一般地說，單原子氣體的絕熱指數K為1.66，雙原子氣體的絕熱指數K為1.41。
氣體絕熱指數的確定
氣體的絕熱指數K是反映氣體性質的一個重要物理量，它在研究氣體的內能和氣體分子內部運動規律以及熱力工程技術的套用中都是很重要的。
對於理想氣體，絕熱指數K是常數，由氣體性質決定。對於實際氣體，絕熱指數K與溫度T和壓強p有關。求解實際氣體的絕熱係數，可先通過實測比定壓熱容Cp，再根據熱力學關係求解CV，最後確定絕熱指數K。但是，在高壓或低溫的情況下，工質氣體的定壓比熱容Cp的實驗數據較少。工程上常常藉助於普遍化熱容差圖來估算較高壓強下真實氣體的熱容，上述的估算往往給計算絕熱指數帶來了不確定性。
利用氣體聲速的數據與熱力學關係並通過準確的狀態方程也能求解實際氣體的絕熱指數。運用球共鳴聲學法已能相當準確測量氣體的聲速，利用該法測定聲速的誤差小於萬分之一。故此如果方法得當，再通過熱力學關係式可以較精確的確定氣體的絕熱指數。
駐波法測量空氣絕熱指數
空氣絕熱指數γ的測量是熱力學實驗中的一個重要內容，測量過程要求滿足絕熱條件，這增加了許多技術困難。
根據超音波在空氣中的傳播特性，採用駐波法測量空氣絕熱指數，與傳統的方法（絕熱膨脹或壓縮法）相比，該方法儀器簡單，不必對研究對象的絕熱條件加以嚴格限制，且提高了精確度.得到的γ值結果和理論值比較吻合。說明在常溫狀態下，理想乾燥空氣的絕熱指數γ=1.40理論值的正確性，同時也測得非理想乾燥空氣的絕熱指數值γ≈1.436，它受空氣濕度和氣壓的影響.這種測量氣體絕熱指數的方法適用於任何氣體。
體積絕熱指數
自噴井和氣舉井在井口安裝油嘴，分別用於節流控制產量和注氣量，實現對生產動態的調控。除了井口的油嘴外，油田上還有其他許多節流裝置，比如井下節流閥、氣舉閥、分層注氣的氣嘴等。流體通過這些截面突縮部件的流動被稱為嘴流。氣體嘴流流量方程與絕熱指數有關，只有當氣體壓力較低時，可以當作理想氣體，這時絕熱指數是定壓比熱容與定容比熱容的比值，為常數；而氣體的定壓比熱容和定容比熱容都是溫度和壓力的函式，這兩者的比值被稱為比熱比。對於氣體絕熱等熵過程，計算溫度相關量時需要使用溫度絕熱指數；計算體積相關量時需要使用體積絕熱指數，兩者不相等。氣體嘴流流量方程中的絕熱指數實際上是體積絕熱指數，是溫度和壓力的函式。油田生產中進行氣體嘴流流量計算時，體積絕熱指數一般取常數1.3，在溫度和壓力較高時是不合適的。
體積絕熱指數隨溫度的升高而降低，隨壓力的增加而增加。當壓力小於10MPa時，體積絕熱指數可視為常數1.3；當壓力大於10MPa時，如果出口與入口壓力比大於0.9，工程上體積絕熱指數取1.3的固定值是合適的，否則，比熱比與體積絕熱指數相差較大，用其代替體積絕熱指數會帶來較大的誤差。
