2023年空氣比熱容比的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱:普通物理實(shí)驗(yàn)(2)實(shí)驗(yàn)名稱：空氣比熱容比的測(cè)量學(xué)院:專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：_實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):座位號(hào)：_實(shí)驗(yàn)時(shí)間:一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?學(xué)習(xí)用絕熱膨脹法測(cè)定空氣的比熱容比。.觀測(cè)熱力學(xué)過程中狀態(tài)變化及基本物理規(guī)律。.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。

二、實(shí)驗(yàn)儀器:氣壓計(jì)、FD-TX-NCD空氣比熱容測(cè)定儀。三、實(shí)驗(yàn)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(cè)量一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量時(shí)，應(yīng)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(hào)丫表達(dá)（即y=O）,又稱氣體的絕熱系數(shù)。Cv如圖所示,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),一方面打開活塞C2,儲(chǔ)氣瓶與大氣相通，當(dāng)瓶內(nèi)充滿與周邊空氣同壓強(qiáng)同溫度的氣體后，再關(guān)閉活塞如圖所示,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),一方面打開活塞C2,儲(chǔ)氣瓶與大氣相通，當(dāng)瓶內(nèi)充滿與周邊空氣同壓強(qiáng)同溫度的氣體后，再關(guān)閉活塞c2。打開充氣活塞C1,將原處在環(huán)境大氣壓強(qiáng)為P。、室溫為To的空氣，用打氣球從活塞C1處向瓶內(nèi)打氣,充入一定量的氣體,然后關(guān)閉充氣活塞Clo此時(shí)瓶內(nèi)空氣被壓縮而壓強(qiáng)增大,溫圖3-5-1測(cè)量儀器示意圖1.進(jìn)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(chǔ)氣瓶容積。然后迅速打開放氣閥門C2，使瓶內(nèi)空氣與周邊大氣相通，瓶內(nèi)氣體做絕熱膨脹，將有一部分體積為AV的氣體噴瀉出儲(chǔ)氣瓶。當(dāng)聽不見氣體沖出的聲音，即瓶內(nèi)壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)po,瓶內(nèi)溫度下降到A（為〈丁。），此時(shí)，立即關(guān)閉放氣閥門C2,。由于放氣過程較快，瓶內(nèi)保存的氣體由狀態(tài)I（川Vi,丁。）轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)n（“0,v2,Ti）o

由于瓶內(nèi)氣體溫度。低于室溫丁。，所以瓶內(nèi)氣體慢慢從外界吸熱，直至達(dá)成室溫7。為止,此時(shí)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)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(gè)等容吸熱的過程?？傊?，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(duì)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(yùn)用(4)式，通過測(cè)量P。、？和P?的值就可求得空氣的比熱容比的值。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、按圖接好儀器的電路，注意AD590的正負(fù)極不要接錯(cuò)。用Forton式氣壓計(jì)測(cè)定大氣壓強(qiáng)外，用水銀溫度計(jì)測(cè)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(cè)量儀器3、將活塞C2關(guān)閉，活塞C1打開,用打氣球把空氣穩(wěn)定地漸漸地打入儲(chǔ)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，記錄瓶內(nèi)壓強(qiáng)均勻穩(wěn)定期壓強(qiáng)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(qiáng)的部分，實(shí)際計(jì)算時(shí)式（4）中的壓強(qiáng)(pi=Po+50pI)o4、忽然打開活塞C2,當(dāng)儲(chǔ)氣瓶的空氣壓強(qiáng)減少至環(huán)境大氣壓強(qiáng)p。時(shí)（即放氣聲消失），迅速關(guān)閉活塞C2。5、當(dāng)儲(chǔ)氣瓶內(nèi)空氣的氣壓穩(wěn)定，溫度上升至室溫To時(shí),記下儲(chǔ)氣瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)Pw（由于儀器只顯示大于大氣壓強(qiáng)的部分,實(shí)際計(jì)算時(shí)式（4）中的壓強(qiáng)巴=Po+50p￡）。6、記錄完畢后，打開C2放氣，當(dāng)壓強(qiáng)顯示減少到“0”時(shí)關(guān)閉C2.7、反復(fù)環(huán)節(jié)2~6。8、用測(cè)量公式（4）進(jìn)行計(jì)算，求得空氣比熱容比值。五、實(shí)驗(yàn)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(cè)量次數(shù)測(cè)量值/mu計(jì)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(biāo)準(zhǔn)差為二/工（？一力）（九_(tái)］）=0.007646百分誤差：0.5834%六、思考題：1、本實(shí)驗(yàn)研究的熱力學(xué)系統(tǒng)是指哪一部分氣體？答：指放氣后貯氣瓶內(nèi)剩余