2023年空气比热容比的测量实验报告.docx

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1、南昌大学物理实验报告课程名称:普通物理实验(2)实验名称：空气比热容比的测量学院:专业班级：学生姓名：学号：_实验地点:座位号：_实验时间:一一、实验目的：1 .学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。2 .观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。3 .学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。二、实验仪器:气压计、FD-TX-NCD空气比热容测定仪。三、实验原理：谴循两条基本原则:其一是保持系统为孤立系统;其二是测量一个系统的状 态参量时，应保证系统处在平衡态。气体的定压比热容C?和定容比热容a之比称为气体的比热容比，用符号丫表达（即y=O）,又称气体的绝热系数。 Cv如图所示,

2、实验开始时,一方面打 开活塞C 2,储气瓶与大气相通，当瓶 内充满与周边空气同压强同温度的 气体后，再关闭活塞c 2。打开充气活塞C 1,将原处在环境 大气压强为P。、室温为To的空气，用 打气球从活塞C1处向瓶内打气,充入 一定量的气体,然后关闭充气活塞Clo 此时瓶内空气被压缩而压强增大,温图3-5-1测量仪器示意图1.进气活塞a 2.放气活塞q3.温度传感器1.传感器探头5.橡皮塞度升高，等待瓶内气体温度稳定，即达成与周边温度平衡。此时的气体处在状态I（p, Vi, To）,其中为储气瓶容积。然后迅速打开放气阀门C 2，使瓶内空气与周边大气相通，瓶内气体做绝热 膨胀，将有一部分体积为AV

3、的气体喷泻出储气瓶。当听不见气体冲出的声音， 即瓶内压强为大气压强po,瓶内温度下降到A （为丁。），此时，立即关闭放气阀 门C2,。由于放气过程较快，瓶内保存的气体由状态I （川Vi, 丁。）转变为状 态n （“0, v2, Ti）o由于瓶内气体温度。低于室温丁。，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达成 室温7。为止,此时瓶内气体压强也随之增大为I。稳定后的气体状态为HI(P2,V2, To),从状态n到状态HI的过程可以看作是一个等容吸热的过程。总之，气体从状态I到状态n是绝热过程，由泊松公式得:。从状态n到状态W是等容过程,对同一系统，由盖吕萨克定律得2( 2 )由以上两式子可以得到PiP

4、i/ r=上2 (3)。两边取对数，化简得inp.-lnp, = lnP1/P()川lnpr-lnp2 lnpi/p2运用(4)式，通过测量P。、？和P?的值就可求得空气的比热容比的值。四、实验内容:1、按图接好仪器的电路，注意AD590的正负极不要接错。用For ton式气压 计测定大气压强外，用水银温度计测量环境温度。91、2.活塞3 .传感器4.橡皮塞组成5.测量仪器2、启动电源，将电子仪器部分预 热20min,然后用调零电位器调节零 点,把三位半数字电压表达值调到Oo3、将活塞C 2关闭，活塞C1打开, 用打气球把空气稳定地渐渐地打入 储气瓶B内，用压力传感器和AD590 温度传感器测

5、量空气的压强和温度， 记录瓶内压强均匀稳定期压强pi和温度To （室温为了。）（“取值范围控制在1 30150mV之间。由于仪器只显示大于大气压强的部分，实际计算时式（4）中 的压强(pi = Po +50pI) o4、忽然打开活塞C2,当储气瓶的空气压强减少至环境大气压强p。时（即放气 声消失），迅速关闭活塞C2。5、当储气瓶内空气的气压稳定，温度上升至室温To时,记下储气瓶内气体的 压强Pw （由于仪器只显示大于大气压强的部分,实际计算时式（4）中的压强巴 =Po +50p ）。6、记录完毕后，打开C 2放气，当压强显示减少到“0”时关闭C2.7、反复环节26。8、用测量公式（4）进行计算

6、，求得空气比热容比值。五、实验数据及数据分析解决：To 768.35mm , Hg = 1.0241 x 105Pap = Po + 50 x py = 1.3107（理论 y = 1.402）测量次 数测量值/mu计算值状态I状态IHp/kPaYPiT；P272，pJkPap2/kPa1111.83 5.025.56 4.31 08. 0001 03.6851. 303521 11.042.226.073. 510 7.9601 03. 7101. 31413103.438. 624. 46 6. 31 07.580103.6301.3 1 66410 3.839.12 4. 76 6.9107. 600103 6451.3 2 01S106.340.724.169.1107.72 5103.6151. 3 007610 9. 135.625.270.4107.865103.6701.3 0 83标准差为 二 /工（？一力）（九 _）= 0.007646百分误差：0. 5 834%六、思考题：1、本实验研究的热力学系统是指哪一部分气体？答：指放气后贮气瓶内剩余的气体。2、本实验为什么要用集成温度传感器？有何优点？可否用水银温度计来替 代？。答：数据更准确，不能用水银温度计替代。3、假如用抽气的方法测量是否可幸福？公式是否合用？。答:不可行，不合用。七、原始数据：