空氣比熱容比的測定.ppt

1、空 氣 比 熱 容 比 的 測 定,劉海霞 中國海洋大學物理實驗教學中心,實驗目的,1.用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比。 2.觀測熱力學過程中狀態(tài)變化及基本物理律。 3.學習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。,實驗儀器,圖1實驗裝置,實驗原理,研究放氣后瓶中的剩余的氣體。這部分氣體在容器中的氣體經(jīng)歷了3個過程，即 充氣后的等體過程（狀態(tài)I）放氣時的絕熱過程（狀態(tài)II）放氣后等體過程(狀態(tài)III). 所有這些過程后的平衡溫度均為室溫。 空氣絕熱指數(shù)的測量表達式為 ：,式中，po、p1、p2 分別是環(huán)境壓強、充氣平衡后的壓強、放氣平衡后的壓強。 熱力學系統(tǒng)經(jīng)歷了的熱力學過程，在

2、P-V圖上定性描出過程圖線如下圖2所示：,等體線,絕熱線,V,P,I,III,II,圖2 熱力學過程,實驗內容,1.按圖3接好儀器的電路，集成溫度傳感器的正負極請勿接錯。R取5k。用福廷式氣壓計測定大氣壓強p0，用水銀溫度計測環(huán)境室溫t0。開啟電源，讓電子儀器部分預熱20min，然后用調零電位器調節(jié)零點，把用于測量空氣壓強的三位半數(shù)字電壓表指示值調到0。(活塞C2已開啟),圖3 溫度測量電路,2.把活塞C2關閉，活塞C1打開，用充氣球把空氣穩(wěn)定地徐徐壓入貯氣瓶內，然后關閉活塞C1用壓力傳感器和AD590溫度傳感器測量空氣的壓強和溫度，記錄瓶內壓強均勻穩(wěn)定時，壓強p1和溫度值t0。 3.突然打開

3、活塞C2，當貯氣瓶內空氣壓強降低至環(huán)境大氣壓強p0時(這時放氣聲消失)，迅速關閉活塞C2，這時瓶內氣體溫度降至t。 4.當貯氣瓶內空氣的溫度上升至溫度t0時，記下貯氣瓶內氣體壓強p2。 5.把測得的瓶內壓強值p1、p2和p0(以mV為單位)換算成kPa或Pa，并代入測量公式，求得空氣的絕熱指數(shù)。 重復5次求平均值.,測量與數(shù)據(jù)處理要求,1.充氣后瓶內壓強均勻穩(wěn)定時，記錄壓強p1和溫度值t0。 2.突然打開活塞C2,當貯氣瓶內空氣壓強降低至環(huán)境大氣壓強 時(這時放氣聲消失)，貯氣瓶內空氣的溫度上升至溫度 時，記下貯氣瓶內氣體壓強p2. 3. 把測得的瓶內壓強值p1、p2和p0(以mV為單位)換算成kPa或Pa，并代入測量公式，求得空氣的絕熱指數(shù)。 重復5次求平均值。,實驗要點及難點,1. 所有的測量一定要在穩(wěn)態(tài)時方可進行讀數(shù)測量。 2放氣聲消失時，必須迅速關閉活塞。 3充氣時不要超過最大允許壓強值（10kPa）。 4測量過程中，盡量保證環(huán)境溫度不變。,思考題,6.本實驗中，為什么放氣聲消失時，必須迅速關閉活塞C2? 如果關閉較晚