2023年空氣比熱容比的測量實驗報告

南昌大學物理實驗報告課程名稱:普通物理實驗(2)實驗名稱：空氣比熱容比的測量學院:專業(yè)班級：學生姓名：學號：_實驗地點:座位號：_實驗時間:一一、實驗目的：.學習用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比。.觀測熱力學過程中狀態(tài)變化及基本物理規(guī)律。.學習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。

二、實驗儀器:氣壓計、FD-TX-NCD空氣比熱容測定儀。三、實驗原理：譴循兩條基本原則:其一是保持系統(tǒng)為孤立系統(tǒng);其二是測量一個系統(tǒng)的狀態(tài)參量時，應保證系統(tǒng)處在平衡態(tài)。氣體的定壓比熱容C?和定容比熱容a之比稱為氣體的比熱容比，用符號丫表達（即y=O）,又稱氣體的絕熱系數(shù)。Cv如圖所示,實驗開始時,一方面打開活塞C2,儲氣瓶與大氣相通，當瓶內充滿與周邊空氣同壓強同溫度的氣體后，再關閉活塞如圖所示,實驗開始時,一方面打開活塞C2,儲氣瓶與大氣相通，當瓶內充滿與周邊空氣同壓強同溫度的氣體后，再關閉活塞c2。打開充氣活塞C1,將原處在環(huán)境大氣壓強為P。、室溫為To的空氣，用打氣球從活塞C1處向瓶內打氣,充入一定量的氣體,然后關閉充氣活塞Clo此時瓶內空氣被壓縮而壓強增大,溫圖3-5-1測量儀器示意圖1.進氣活塞a2.放氣活塞q3.溫度傳感器1.傳感器探頭5.橡皮塞I（p,Vi,To）,其中□為儲氣瓶容積。然后迅速打開放氣閥門C2，使瓶內空氣與周邊大氣相通，瓶內氣體做絕熱膨脹，將有一部分體積為AV的氣體噴瀉出儲氣瓶。當聽不見氣體沖出的聲音，即瓶內壓強為大氣壓強po,瓶內溫度下降到A（為〈丁。），此時，立即關閉放氣閥門C2,。由于放氣過程較快，瓶內保存的氣體由狀態(tài)I（川Vi,丁。）轉變?yōu)闋顟B(tài)n（“0,v2,Ti）o

由于瓶內氣體溫度。低于室溫丁。，所以瓶內氣體慢慢從外界吸熱，直至達成室溫7。為止,此時瓶內氣體壓強也隨之增大為〃I。穩(wěn)定后的氣體狀態(tài)為HI(P2,V2,To),從狀態(tài)n到狀態(tài)HI的過程可以看作是一個等容吸熱的過程。總之，氣體從狀態(tài)I到狀態(tài)n是絕熱過程，由泊松公式得:。⑴從狀態(tài)n到狀態(tài)W是等容過程,對同一系統(tǒng)，由蓋呂薩克定律得2(2)由以上兩式子可以得到PiPiPi/\r=Pi/\r=上2(3)inp.-lnp,=lnP1/P()川⑷lnpr-lnp2lnpi/p2運用(4)式，通過測量P。、？和P?的值就可求得空氣的比熱容比的值。四、實驗內容:1、按圖接好儀器的電路，注意AD590的正負極不要接錯。用Forton式氣壓計測定大氣壓強外，用水銀溫度計測量環(huán)境溫度。

91、2.活塞3.傳感器491、2.活塞3.傳感器4.橡皮塞組成5.測量儀器3、將活塞C2關閉，活塞C1打開,用打氣球把空氣穩(wěn)定地漸漸地打入儲氣瓶B內，用壓力傳感器和AD590溫度傳感器測量空氣的壓強和溫度，記錄瓶內壓強均勻穩(wěn)定期壓強pi和溫度To（室溫為了。）（“取值范圍控制在130~150mV之間。由于儀器只顯示大于大氣壓強的部分，實際計算時式（4）中的壓強(pi=Po+50pI)o4、忽然打開活塞C2,當儲氣瓶的空氣壓強減少至環(huán)境大氣壓強p。時（即放氣聲消失），迅速關閉活塞C2。5、當儲氣瓶內空氣的氣壓穩(wěn)定，溫度上升至室溫To時,記下儲氣瓶內氣體的壓強Pw（由于儀器只顯示大于大氣壓強的部分,實際計算時式（4）中的壓強巴=Po+50p￡）。6、記錄完畢后，打開C2放氣，當壓強顯示減少到“0”時關閉C2.7、反復環(huán)節(jié)2~6。8、用測量公式（4）進行計算，求得空氣比熱容比值。五、實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析解決：To—768.35mm,Hg=1.0241x105Pap=Po+50xp'

y=1.3107（理論y=1.402）測量次數(shù)測量值/mu計算值狀態(tài)I狀態(tài)IHp/kPaYPiT；P272，pJkPap2/kPa1111.835.025.564.3108.000103.6851.30352111.042.226.073.5107.960103.7101.31413103.438.624.466.3107.580103.6301.31664103.839.124.766.9107.600103?6451.3201S106.340.724.169.1107.725103.6151.30076109.135.625.270.4107.865103.6701.3083標準差為二/工（？一力）（九_］）=0.007646百分誤差：0.5834%六、思考題：1、本實驗研究的熱力學系統(tǒng)是指哪一部分氣體？答：指放氣后貯氣瓶內剩余