空氣比熱容比的實驗報告沐風(fēng)教育

1、空氣比熱容比的測量 實驗?zāi)康模?用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比。2觀測熱力學(xué)過程中狀態(tài)變化及基本物理規(guī)律。3學(xué)習(xí)氣體壓力傳感器和電流型集成溫度傳感器的原理及使用方法。實驗原理：對理想氣體的定壓比熱容cp和定容比熱容cv之關(guān)系由下式表示： cpcv=r （1）（1） 式中，r為氣體普適常數(shù)。氣體的比熱容比r值為： r= cp/cv (2)氣體的比熱容比現(xiàn)稱為氣體的絕熱系數(shù)，它是一個重要的物理量，r值經(jīng)常出現(xiàn)在熱力學(xué)方程中。測量r值的儀器如圖一所示。實驗時先關(guān)閉活塞c2，將原處于環(huán)境大氣壓強p0、室溫0的空氣從活塞c1，處把空氣送入貯氣瓶b內(nèi)，這時瓶內(nèi)空氣壓強增大。溫度升高。關(guān)閉活塞c1，待穩(wěn)定后

2、瓶內(nèi)空氣達到狀態(tài)i（p0，0，v1），v1為貯氣瓶容積。然后突然打開閥門c2，使瓶內(nèi)空氣與大氣相通，到達狀態(tài)ii （p1，0，v1）后，迅速關(guān)閉活塞c2，由于放氣過程很短，可認為是一個絕熱膨脹過程，瓶內(nèi)氣體壓強減小，溫度降低，絕熱膨脹過程應(yīng)滿足方程： p1v1=p0v2（3）在關(guān)閉活塞c2之后，貯氣瓶內(nèi)氣體溫度將升高，當升到溫度0時，原狀態(tài)為i（p1，0，v1）體系改變?yōu)闋顟B(tài) iii（p2，0，v2），應(yīng)滿足：p1v1=p0v2（4）由（3）式和（4）式可得到：r=（log p0-log p1）/（log p2-log p1）利用（5）式可以通過測量p0、p1和p2值，求得空氣的比熱容比r值。

3、實驗裝置：圖一實驗裝置中1為進氣活塞塞c1，2為放氣活塞c2，3為電流型集成溫度傳感器ad590，它是新型半導(dǎo)體溫度傳感器，溫度測量靈敏度高，線性好，測溫范圍為-50至150。ad590接6v直流電源后組成一個穩(wěn)流源，見圖二，它的測溫靈敏度為1a/，若串接5k電阻后，可產(chǎn)生5mv/的信號電壓，接02v量程四位半數(shù)字電壓表，可檢測到最小0.02溫度變化。4為氣體壓力傳感器探頭，由同軸電纜線輸出信號，與儀器內(nèi)的放大器及三位半數(shù)字電壓表相接。當待測氣體壓強為環(huán)境大氣壓p0時，數(shù)字電壓表顯示為0；當待測氣體壓強為p0+10.00kpa時，數(shù)字電壓表顯示為200mv；儀器測量氣體壓強靈敏度為20mv/k

4、pa，測量精度為5pa。 實驗內(nèi)容：1按圖一接好儀器的電路，ad590的正負極請勿接錯。用forton式氣壓計測定大氣壓強p0，用水銀溫度計測環(huán)境室溫0。開啟電源，將電子儀器部分預(yù)熱20分鐘，然后用調(diào)零電位器調(diào)節(jié)零點，把三位半數(shù)字電壓表表示值調(diào)到0。2把活塞c2關(guān)閉，活塞c1打開，用打氣球把空氣穩(wěn)定地徐徐進入貯氣瓶b內(nèi)。用壓力傳感器和ad590溫度傳感器測量空氣的壓強和溫度，記錄瓶內(nèi)壓強均勻穩(wěn)定時，壓強p1和溫度0值（室溫為0）。3突然打開活塞c2，當貯氣瓶的空氣壓強降低至環(huán)境大氣壓強p0時（這時放氣聲消失），迅速關(guān)閉活塞c2。4當貯氣瓶內(nèi)空氣的溫度上升至室溫0時，記下貯氣瓶內(nèi)氣體的壓強p2。

5、5用公式（5）進行計算，求得空氣比熱容比值。實驗數(shù)據(jù)處理： （200mv讀數(shù)相當于1.000104pa）p0(105pa）p1(mv)t1(mv)p2(mv)t2(mv)p1(105pa）p2(105pa)r 1.01114.22410.690.72410.31.0671.0551.405119.72411.1102.12410.51.0691.0611.399105.22410.675.92410.51.0631.0481.40979.72410.541.82410.41.0501.0311.387r=1.400，理論值r=1.402，百分差很小實驗總結(jié)：1. 這次物理仿真實驗，因為讀數(shù)總是來跳轉(zhuǎn)的變換，難以穩(wěn)定到一個絕得的值。所以在以后的實驗過程中一定要熟練的掌握各種儀器的用法，這樣就能保證在一個相對準確的時間內(nèi)得到可靠的數(shù)據(jù)、2. 數(shù)據(jù)處