氣體比熱容比

1、 浙江理工大學(xué)物理實(shí)驗中心空氣比熱容比的測量一、實(shí)驗原理1、定義： 在等壓過程中，單位質(zhì)量的氣體溫度升高（降低）1k時，所吸收（放出）的熱量稱為定壓比熱容，以Cp表示；在等容過程中，單位質(zhì)量的氣體溫度升高（降低）1k時所吸收（放出）的熱量稱為定容比熱容，以Cv表示。PVC=C我們稱之為比熱容比。當(dāng)將空氣視為理想氣體時1 .4 0實(shí)驗室測量方法：絕熱膨脹法、振動法、聲速法 2、本實(shí)驗的裝置： 實(shí)驗基本裝置如圖所示:振動物體小鋼球的直徑比玻璃管的內(nèi)徑僅小0.01mm。它能在此精密的玻璃管中上下移動。在貯氣瓶的壁上有一小口，并插入一根細(xì)管，各種氣體通過它可以注入貯氣瓶中。 在氣體注入口處有連接管道與

2、緩沖瓶相連，待測氣體通過緩沖瓶均勻注入貯氣瓶中。小孔鋼球玻璃管氣體注入口貯氣瓶3、測量原理： 鋼球的質(zhì)量為m,半徑為r,當(dāng)貯氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)滿足下面條件時鋼球處于力平衡狀態(tài)。小孔鋼球玻璃管 氣 體 注入口2Lm gPPr式中, 為大氣壓強(qiáng)。 LP貯氣瓶 若物體偏離平衡位置一個較小距離 x ,則貯氣瓶內(nèi)的壓力變化，物體的運(yùn)動方程為: 222d xmr dpdt（1）玻璃管 小孔鋼球氣 體 注入口貯氣瓶x 由于振動過程相當(dāng)快，所以可以看作絕熱過程。pdVdpV （2）2dVr x（3）10VdPP VdV(4)將式（2）與式（3）代入式（1）中得： 22420dxrpxd tm V222d xmr dp

3、dt常數(shù)，由此得出： PV2424464mVmVTprTpd242r pTmVLp 上式中各量均可方便測得, 由氣壓計讀出,貯氣瓶容積出廠時已給定，因而可算出 的值。2Lmgppr32640Vcm方程（4）為熟悉的簡諧振動方程，其解為： 二、實(shí)驗儀器氣泵、玻璃瓶、電子天平、螺旋測微計、氣壓表、數(shù)字計時器 三、實(shí)驗內(nèi)容與步驟1、接上220V電源，調(diào)節(jié)氣泵上氣量調(diào)節(jié)旋鈕，控制氣量大小，稍等半分鐘，小鋼球即可上下振動。2、調(diào)節(jié)緩沖瓶口橡皮塞上調(diào)節(jié)閥和氣泵上氣量調(diào)節(jié)旋鈕，使小鋼球在玻璃管中以小孔為中心上下振動。3、打開計時裝置，選擇50次，按下復(fù)位按鈕后，即可自動記錄小球振動50個周期所需要的時間。4

4、、用螺旋測微計測小鋼球的直徑d六次，注意記錄零點(diǎn)誤差。5、用天平測量小鋼球的質(zhì)量。6、從氣壓計上讀出大氣壓的大小，注意單位為kpa。四、注意事項1、實(shí)驗儀器主要裝置由玻璃制成，操作時動作要輕。2、容器中的小球不要隨便取出。3、小鋼球的直徑比玻璃管內(nèi)徑小0.01mm，其表面不能損傷，所以測量小球質(zhì)量和直徑時，用前面講桌上提供的小球，而不用拿出自己所用的玻璃管內(nèi)的小球。4、光電門放置要正確，如果小球上下振動不擋光，光電計時儀將不計時。五、思考題1、如果壓強(qiáng)增大，氣體比熱容比將發(fā)生什么變化？答：壓強(qiáng)增大時，氣體的比熱容比大小不變，因為它只和氣體分子的自由度有關(guān)，和所在的環(huán)境無關(guān)。2、如果待測氣體中有水蒸汽，實(shí)驗結(jié)果有何變化？答：氣體中有水蒸汽時，壓強(qiáng)增大，而所測的T值變小，