氣體比熱容比的測(cè)定-大學(xué)物理試驗(yàn)

氣體比熱容比的測(cè)定氣體的比熱容比在許多熱力學(xué)過(guò)程特別是絕熱過(guò)程中是一個(gè)很重要的參數(shù)。本實(shí)驗(yàn)將采用一種比較新穎的方法，即通過(guò)測(cè)定小球在儲(chǔ)氣瓶玻璃管中的振動(dòng)周期來(lái)測(cè)定空氣的比熱容比。一、教學(xué)目的1、學(xué)習(xí)測(cè)定空氣比熱容比的方法。2、熟練掌握物理天平和螺旋測(cè)微器的使用方法。3、熟練掌握直接測(cè)量值和間接測(cè)量值不確定度的計(jì)算。二、教學(xué)要求1、本實(shí)驗(yàn)為選做實(shí)驗(yàn)，要求上課前寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，上課時(shí)要求正確地測(cè)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算空氣的比熱容值及其不確定度，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果和相對(duì)誤差，要求3小時(shí)內(nèi)完成。2、了解FB212型氣體比熱容比測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，學(xué)會(huì)測(cè)定空氣比熱容比的方法。3、能夠熟練使用物理天平準(zhǔn)確稱衡出物體的質(zhì)量。4、能夠熟練使用千分尺測(cè)量鋼球的直徑。5、準(zhǔn)確地測(cè)定出鋼球的振動(dòng)周期。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、物理天平的調(diào)節(jié)和使用。2、各物理量不確定度的計(jì)算。四、教學(xué)方法課堂講授、課堂演示、向同學(xué)提問(wèn)、與同學(xué)一起討論、實(shí)際操作相結(jié)合。五、講授內(nèi)容（約20分鐘）1、氣體比熱容比的定義（提問(wèn)）。2、測(cè)定氣體比熱容比的原理（講授）。1）鋼球是如何在儲(chǔ)氣瓶精密玻璃管中運(yùn)動(dòng)的（提問(wèn)）。2）給出理論公式：公式中各量代表什么物理意義，分別用何種儀器去測(cè)量（提問(wèn)）。3、實(shí)驗(yàn)儀器介紹（講授）1）FB212型氣體比熱容比測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)（結(jié)合實(shí)物講授）。2）進(jìn)氣量的大小對(duì)鋼球的運(yùn)動(dòng)有何影響（討論），如何調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的大?。ㄓ懻摚?。3）物理天平的結(jié)構(gòu)和使用方法（結(jié)合實(shí)物講授）。4）TW-1型物理天平的最小分度值是多少（提問(wèn)）。5）螺旋測(cè)微儀的使用方法（結(jié)合實(shí)物講授）。6）0-25mm外徑千分尺的最小分度值是多少（提問(wèn)）。4、實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)整（講授）。1）調(diào)儀器底座水平螺母使儀器處于水平位置（操作演示）。2）調(diào)節(jié)氣泵的入氣量大小使鋼球在小孔附近作簡(jiǎn)諧振動(dòng)（操作演示）。5、振動(dòng)周期的測(cè)量（操作演示）。6、用物理天平稱量鋼球的質(zhì)量（操作演示）。7、用螺旋測(cè)微器測(cè)量鋼球的直徑（操作演示）。六、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)1、若鋼球不作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，可以調(diào)節(jié)氣泵上面的氣流調(diào)節(jié)閥門，直到鋼球在玻璃管上小孔附近作穩(wěn)定的諧振動(dòng)。2、裝有鋼球的玻璃管上端需要加一黑色護(hù)套，防止實(shí)驗(yàn)時(shí)氣流過(guò)大，導(dǎo)致鋼球沖出。3、測(cè)鋼球的質(zhì)量和直徑時(shí)需要取出鋼球。正確的取法是：先撥出護(hù)套，左手拇指堵住玻璃管上的小孔，待管中壓強(qiáng)增大，鋼球沖出管口的瞬間，用右手抓住鋼球。取鋼球需注意力高度集中，以防失手鋼球落下砸壞玻璃器皿。待測(cè)量完畢，鋼球放入管中后，仍需套入護(hù)套。4、接通電源后若不計(jì)時(shí)或不停止計(jì)時(shí)，可能是光電門位置放置不正確，造成鋼球上下振動(dòng)時(shí)未擋光，或者是外界光線過(guò)強(qiáng)，須適當(dāng)擋光。5、本實(shí)驗(yàn)裝置主要系玻璃制成，且對(duì)玻璃管的要求特別高，振動(dòng)鋼球的直徑僅比玻璃管內(nèi)徑小0.01mm左右，因此鋼球表面不允許擦傷，在測(cè)量鋼球質(zhì)量和直徑是要注意輕拿輕放，還要防止鋼球表面粘上灰塵七、指導(dǎo)要點(diǎn)1、入氣量不能太小，否則鋼球不能作諧振動(dòng)，也不能太大，否則鋼球不能在小孔附近振動(dòng)。2、在用物理天平稱量質(zhì)量時(shí)，抬起橫梁要慢而輕，避免橫梁晃動(dòng)影響讀數(shù)。3、時(shí)刻提醒學(xué)生遵守“抬起觀察放下操作”的原則，正確操作天平。4、用高斯法稱衡質(zhì)量時(shí)，如果是“左碼右物”，讀數(shù)應(yīng)該是