《空气比热容比的测量实验报告.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气比热容比的测量实验报告.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-一、实验名称：空气比热容比的测量 二、实验目的：测量室温下的空气比热容比；学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比；观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。三、实验器材：储气瓶一套（包括玻璃瓶、活塞两只、橡皮塞、打气球）、两只传感器（扩散硅压力传感器和电流型集成温度传感器AD590 各一只）、测空气压强的三位半数字电压表、测空气温度的四位半数字电压表、连接电缆及电阻。四、实验原理：遵循两条基本原则：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，应保证系统处于平衡态。气体的定压比热容PC和定容比热容VC之比称为气体的比热容比，用符号表
2、示（即pVCC），又称气体的绝热系数。如图所示，实验开始时，首先打开活塞 C2，储气瓶与大气相通，当瓶内充满与周围空气同压强同温度的气体后，再关闭活塞 C2。打开充气活塞 C1，将原处于环境大气气球压强为0p、室温为0T的空气，用打从活塞 C1 处向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭充气活塞 C1。此时瓶内空气被压缩而压强增大，温度升高，等待瓶内气体温度稳定，即达到与周围温度平衡。此时的气体处于状态积。I(1p,1V,0T)，其中1V为储气瓶容然后迅速打开放气阀门 C2，使瓶内空气与周围大气相通，瓶内气体做绝热膨胀，将有一部分体积为V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
3、气压强0p，瓶内温度下降到1T（1T0T）,此时，立即关闭放气阀门 C2,。由于放气过程较快，瓶内保留的气体由状态 I(1p,1V,0T)转变为状态(0p,2V,1T)。由于瓶内气体温度1T低于室温0T，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温0T为止，此时瓶内气体压强也随之增大为1p。稳定后的气体状态为(2p,2V,0T)，从状态到状态的过程可以看作是一个等容吸热的过程。-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-总之，气体从状态 I 到状态是绝热过程，由泊松公式得：110101ppTT (1)从状态到状态是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得 0210ppTT （2）由以上两
4、式子可以得到 11200ppPP （3）两边取对数，化简得 0121lglg/lglgpppp （4）利用（4）式，通过测量0p、1p和2p的值就可求得空气的比热容比的值。五、实验步骤：1、按图接好仪器的电路，注意 AD590 的正负极不要接错。用 Forton 式气压计测定大气压强0p，用水银温度计测量环境温度。2、开启电源，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示值调到 0。3、将活塞 C2 关闭，活塞 C1 打开，用打气球把空气稳定地徐徐地打入储气瓶 B 内,用压力传感器和AD590温度传感器测量空气的压强和温度，记录瓶内压强均匀稳定时压强1p和温度
5、0T（室温为0T）（1p取值范围控制在 130150mV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1p=0p+1p）。4、突然打开活塞 C2，当储气瓶的空气压强降低至环境大气压强0p时（即放气声消失），迅速关闭活塞 C2。-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-5、当储气瓶内空气的气压稳定，温度上升至室温0T时，记下储气瓶内气体的压强p(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2p=0p+p）。6、记录完毕后，打开C2 放气，当压强显示降低到“0”时关闭 C2.7、重复步骤 26。8、用测量公式（4）进行计算，求得空气比热容比值。六、
6、实验数据记录 测量次数 状态 I压强显示值p1/mV 状态 I温度 T1/mV 状态压强显示值 p/mV 状态温度 T/mV 状态 I 气体实际压强p1=p0+p1/510Pa 状态气体实际压强 p2=p0+p/510Pa 正常 关闭 1 2 3 平均值 提前 关闭 1 2 推迟 关闭 1 2 实验数据处理 150mVPa 351132.950 102.10 101.0874510PPa 35230.750 102.10 101.0363510PPa 3555lg102.10 10lg1.08745 101.305lg1.03635 10lg1.08745 10 2223123()()()8.
7、04 102S 31.3058.04 10S-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-提前关闭时2.89 提前关闭时测量结果偏大 推迟关闭时1.25 推迟关闭时测量结果偏小 预习思考题 1.泊松公式成立的条件是什么?答：气体从状态 I 到状态是绝热过程。2.比热容比 0121lglg/lglgpppp之中，并没有温度出现，那为什么要用温度传感器 AD590来精确测定温度呢？操作后思考题 1.怎样做才能在几次重复测量中保证1p的数值大致相同？这样做有何好处？若1p的数值很不相同，对实验有无影响？答：关键是容器绝热效果要好。另外每次的程序，完成时间，环境要相同，实验数据大致相同，说明偶然误差小，才有说服力。2.打开活塞2C放气时，若提前关闭或滞后关闭活塞，各会给实验带来什么影响？答：提前关闭会使测量结果偏大，滞后关闭会使测量结果偏小。3.本实验的误差来源于哪几个方面？最大误差是哪个因素造成的？怎样减少误差？答：实验装置漏气、关闭活塞时间的控制。多测量几组数据，求平均值。