氣體比熱容比的測定-大學物理試驗

氣體比熱容比的測定氣體的比熱容比在許多熱力學過程特別是絕熱過程中是一個很重要的參數。本實驗將采用一種比較新穎的方法，即通過測定小球在儲氣瓶玻璃管中的振動周期來測定空氣的比熱容比。一、教學目的1、學習測定空氣比熱容比的方法。2、熟練掌握物理天平和螺旋測微器的使用方法。3、熟練掌握直接測量值和間接測量值不確定度的計算。二、教學要求1、本實驗為選做實驗，要求上課前寫出預習報告，上課時要求正確地測出實驗數據，計算空氣的比熱容值及其不確定度，給出實驗結果和相對誤差，要求3小時內完成。2、了解FB212型氣體比熱容比測定儀的結構和測量原理，學會測定空氣比熱容比的方法。3、能夠熟練使用物理天平準確稱衡出物體的質量。4、能夠熟練使用千分尺測量鋼球的直徑。5、準確地測定出鋼球的振動周期。三、教學重點和難點1、物理天平的調節(jié)和使用。2、各物理量不確定度的計算。四、教學方法課堂講授、課堂演示、向同學提問、與同學一起討論、實際操作相結合。五、講授內容（約20分鐘）1、氣體比熱容比的定義（提問）。2、測定氣體比熱容比的原理（講授）。1）鋼球是如何在儲氣瓶精密玻璃管中運動的（提問）。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量（提問）。3、實驗儀器介紹（講授）1）FB212型氣體比熱容比測定儀的結構（結合實物講授）。2）進氣量的大小對鋼球的運動有何影響（討論），如何調節(jié)進氣量的大?。ㄓ懻摚?。3）物理天平的結構和使用方法（結合實物講授）。4）TW-1型物理天平的最小分度值是多少（提問）。5）螺旋測微儀的使用方法（結合實物講授）。6）0-25mm外徑千分尺的最小分度值是多少（提問）。4、實驗儀器的調整（講授）。1）調儀器底座水平螺母使儀器處于水平位置（操作演示）。2）調節(jié)氣泵的入氣量大小使鋼球在小孔附近作簡諧振動（操作演示）。5、振動周期的測量（操作演示）。6、用物理天平稱量鋼球的質量（操作演示）。7、用螺旋測微器測量鋼球的直徑（操作演示）。六、實驗操作注意事項1、若鋼球不作簡諧振動，可以調節(jié)氣泵上面的氣流調節(jié)閥門，直到鋼球在玻璃管上小孔附近作穩(wěn)定的諧振動。2、裝有鋼球的玻璃管上端需要加一黑色護套，防止實驗時氣流過大，導致鋼球沖出。3、測鋼球的質量和直徑時需要取出鋼球。正確的取法是：先撥出護套，左手拇指堵住玻璃管上的小孔，待管中壓強增大，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。待測量完畢，鋼球放入管中后，仍需套入護套。4、接通電源后若不計時或不停止計時，可能是光電門位置放置不正確，造成鋼球上下振動時未擋光，或者是外界光線過強，須適當擋光。5、本實驗裝置主要系玻璃制成，且對玻璃管的要求特別高，振動鋼球的直徑僅比玻璃管內徑小0.01mm左右，因此鋼球表面不允許擦傷，在測量鋼球質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、指導要點1、入氣量不能太小，否則鋼球不能作諧振動，也不能太大，否則鋼球不能在小孔附近振動。2、在用物理天平稱量質量時，抬起橫梁要慢而輕，避免橫梁晃動影響讀數。3、時刻提醒學生遵守“抬起觀察放下操作”的原則，正確操作天平。4、用高斯法稱衡質量時，如果是“左碼右物”，讀數應該是