空氣比熱容比的測(cè)定

空氣比熱容比的測(cè)定第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用絕熱膨脹法測(cè)定空氣的比熱容比。2.觀測(cè)熱力學(xué)過程中狀態(tài)變化及基本物理律。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。第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)儀器

圖1實(shí)驗(yàn)裝置第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)原理

研究放氣后瓶中的剩余的氣體。這部分氣體在容器中的氣體經(jīng)歷了3個(gè)過程，即充氣后的等體過程（狀態(tài)I）→放氣時(shí)的絕熱過程（狀態(tài)II）→放氣后等體過程(狀態(tài)III).所有這些過程后的平衡溫度均為室溫?？諝饨^熱指數(shù)的測(cè)量表達(dá)式為：

第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一式中，po、p1、p2分別是環(huán)境壓強(qiáng)、充氣平衡后的壓強(qiáng)、放氣平衡后的壓強(qiáng)。

熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷了的熱力學(xué)過程，在P-V圖上定性描出過程圖線如下圖2所示：第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一等溫線等體線絕熱線VPIIIIII

圖2熱力學(xué)過程

第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.按圖3接好儀器的電路，集成溫度傳感器的正負(fù)極請(qǐng)勿接錯(cuò)。R取5kΩ。用福廷式氣壓計(jì)測(cè)定大氣壓強(qiáng)p0，用水銀溫度計(jì)測(cè)環(huán)境室溫t0。開啟電源，讓電子儀器部分預(yù)熱20min，然后用調(diào)零電位器調(diào)節(jié)零點(diǎn)，把用于測(cè)量空氣壓強(qiáng)的三位半數(shù)字電壓表指示值調(diào)到0。(活塞C2已開啟)圖3溫度測(cè)量電路第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一2.把活塞C2關(guān)閉，活塞C1打開，用充氣球把空氣穩(wěn)定地徐徐壓入貯氣瓶內(nèi)，然后關(guān)閉活塞C1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，記錄瓶內(nèi)壓強(qiáng)均勻穩(wěn)定時(shí)，壓強(qiáng)p1和溫度值t0。3.突然打開活塞C2，當(dāng)貯氣瓶內(nèi)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，這時(shí)瓶內(nèi)氣體溫度降至t１。4.當(dāng)貯氣瓶內(nèi)空氣的溫度上升至溫度t0時(shí)，記下貯氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2。5.把測(cè)得的瓶內(nèi)壓強(qiáng)值p1、p2和p0(以mV為單位)換算成kPa或Pa，并代入測(cè)量公式，求得空氣的絕熱指數(shù)γ。

重復(fù)5次求平均值.第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一測(cè)量與數(shù)據(jù)處理要求1.充氣后瓶內(nèi)壓強(qiáng)均勻穩(wěn)定時(shí)，記錄壓強(qiáng)p1和溫度值t0。2.突然打開活塞C2,當(dāng)貯氣瓶內(nèi)空氣壓強(qiáng)降低至環(huán)境大氣壓強(qiáng)時(shí)(這時(shí)放氣聲消失)，貯氣瓶內(nèi)空氣的溫度上升至溫度時(shí)，記下貯氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2.3.把測(cè)得的瓶內(nèi)壓強(qiáng)值p1、p2和p0(以mV為單位)換算成kPa或Pa，并代入測(cè)量公式，求得空氣的絕熱指數(shù)γ。重復(fù)5次求平均值。第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)及難點(diǎn)

1.所有的測(cè)量一定要在穩(wěn)態(tài)時(shí)方可進(jìn)行讀數(shù)測(cè)量。2．放氣聲消失時(shí)，必須迅速關(guān)閉活塞。3．充氣時(shí)不要超過最大允許壓強(qiáng)值（10kPa）。4．測(cè)量過程中，盡量保證環(huán)境溫度不變。第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一思考題1.本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量溫度為什么要用集成溫度傳感器?它有什么優(yōu)點(diǎn)?可否用水銀溫度計(jì)來代替?2.本實(shí)驗(yàn)必做部分3中，為何放氣聲消失時(shí)，必須迅速關(guān)閉活塞C2?如果關(guān)閉較晚，會(huì)有什么結(jié)果?3.本實(shí)驗(yàn)中我們研究的是哪一部分氣體？4.你是否注意到本實(shí)驗(yàn)中溫度傳感器測(cè)量氣體的溫度非常緩慢，為什么？5.實(shí)驗(yàn)測(cè)量表達(dá)式中不涉及溫度，是否在實(shí)驗(yàn)中不予考慮溫度的測(cè)量？第11頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一6.本實(shí)驗(yàn)中，為什么放氣聲消失時(shí)，必須迅速關(guān)閉活塞C2?如