空氣比熱容比的實(shí)驗(yàn)報(bào)告沐風(fēng)教育

1、空氣比熱容比的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?用絕熱膨脹法測(cè)定空氣的比熱容比。2觀測(cè)熱力學(xué)過(guò)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(shí)驗(yàn)原理：對(duì)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(gè)重要的物理量，r值經(jīng)常出現(xiàn)在熱力學(xué)方程中。測(cè)量r值的儀器如圖一所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉活塞c2，將原處于環(huán)境大氣壓強(qiáng)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(shí)瓶?jī)?nèi)空氣壓強(qiáng)增大。溫度升高。關(guān)閉活塞c1，待穩(wěn)定后

2、瓶?jī)?nèi)空氣達(dá)到狀態(tài)i（p0，0，v1），v1為貯氣瓶容積。然后突然打開(kāi)閥門(mén)c2，使瓶?jī)?nèi)空氣與大氣相通，到達(dá)狀態(tài)ii （p1，0，v1）后，迅速關(guān)閉活塞c2，由于放氣過(guò)程很短，可認(rèn)為是一個(gè)絕熱膨脹過(guò)程，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，絕熱膨脹過(guò)程應(yīng)滿足方程： p1v1=p0v2（3）在關(guān)閉活塞c2之后，貯氣瓶?jī)?nèi)氣體溫度將升高，當(dāng)升到溫度0時(shí)，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(guò)測(cè)量p0、p1和p2值，求得空氣的比熱容比r值。

3、實(shí)驗(yàn)裝置：圖一實(shí)驗(yàn)裝置中1為進(jìn)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(cè)量靈敏度高，線性好，測(cè)溫范圍為-50至150。ad590接6v直流電源后組成一個(gè)穩(wěn)流源，見(jiàn)圖二，它的測(cè)溫靈敏度為1a/，若串接5k電阻后，可產(chǎn)生5mv/的信號(hào)電壓，接02v量程四位半數(shù)字電壓表，可檢測(cè)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(hào)，與儀器內(nèi)的放大器及三位半數(shù)字電壓表相接。當(dāng)待測(cè)氣體壓強(qiáng)為環(huán)境大氣壓p0時(shí)，數(shù)字電壓表顯示為0；當(dāng)待測(cè)氣體壓強(qiáng)為p0+10.00kpa時(shí)，數(shù)字電壓表顯示為200mv；儀器測(cè)量氣體壓強(qiáng)靈敏度為20mv/k

4、pa，測(cè)量精度為5pa。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1按圖一接好儀器的電路，ad590的正負(fù)極請(qǐng)勿接錯(cuò)。用forton式氣壓計(jì)測(cè)定大氣壓強(qiáng)p0，用水銀溫度計(jì)測(cè)環(huán)境室溫0。開(kāi)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(diǎn)，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(kāi)，用打氣球把空氣穩(wěn)定地徐徐進(jìn)入貯氣瓶b內(nèi)。用壓力傳感器和ad590溫度傳感器測(cè)量空氣的壓強(qiáng)和溫度，記錄瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)均勻穩(wěn)定時(shí)，壓強(qiáng)p1和溫度0值（室溫為0）。3突然打開(kāi)活塞c2，當(dāng)貯氣瓶的空氣壓強(qiáng)降低至環(huán)境大氣壓強(qiáng)p0時(shí)（這時(shí)放氣聲消失），迅速關(guān)閉活塞c2。4當(dāng)貯氣瓶?jī)?nèi)空氣的溫度上升至室溫0時(shí)，記下貯氣瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p2。

5、5用公式（5）進(jìn)行計(jì)算，求得空氣比熱容比值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： （200mv讀數(shù)相當(dāng)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(shí)驗(yàn)總結(jié)：1. 這次物理仿真實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樽x數(shù)總是來(lái)跳轉(zhuǎn)的變換，難以穩(wěn)定到一個(gè)絕得的值。所以在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)得到可靠的數(shù)據(jù)、2. 數(shù)據(jù)處