空气比热容比测定实验报告.docx
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空气比热容比测定实验报告
空气比热容比测定实验报告
篇一：
空气比热容比测定实验报告
007实验报告评分：
课程：
********学期：
*****指导老师:
****
年级专业：
*****学号：
******姓名：
！
习惯一个人007
实验3-5空气比热容比的测定
一、实验目的
1.用绝热膨胀法测定空气的比热容。
2.观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3.学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验原理
测量仪器如图4-6-1所示。
1为进气活塞C1，2为放气活塞C2，3为电流型集成温度传感器,4为气体压力传感器探头。
实验时先关闭活塞C2，将原处于环境大气压强为P0、室温为T0的空气经活塞C1送入贮气瓶B内，这时瓶内空气压强增大，温度升高。
关闭活塞
C1，待瓶内空气稳定后，瓶内空气达到状态Ⅰ（P1,T0,V1），V1为贮气瓶容积。
然后突然打开阀门C2，使瓶内空气与周围大气相通，到达状态Ⅱ（P0,T2,V2）后，迅速关闭活塞C2。
由于放气过程很短，可认为气体经历了一个绝热膨胀过程，瓶内气体压强减小，温度降低。
绝热膨胀过程应满足下述方程
p1
r?
1r
r?
1r
To
?
po
T1
（3-5-2）
在关闭活塞C2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升到温度T0时，原气体的状态为Ⅰ（P1,T0,V1）改变为状态Ⅲ（P2,T0,V2），两个状态应满足如下关系：
poT1
?
p2T0
/（3-5-4）
利用（3-5-4）式可以通过测量P0、P1和P2值，求得空气的比热容比?
值。
实验原理图1实验图2
三、实验仪器
NCD-I型空气比热容比测量仪由如下几个部分组成：
贮气瓶（由玻璃瓶、进气活塞、橡皮塞组成）、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。
测空气压强的数字电压表用于测量超过环境气压的那部分压强，测量范围0~10000Pa，灵敏度为20mv/Kpa（表示1000Pa的压强变化将产生20mv的电压变化，或者50Pa/mv，单位电压变化对应50Pa的压强变化）。
实验时，贮气瓶内空气压强变化范围为6000Pa。
图4-6-1实验装置中，温度传感器3是新型半导体温度传感器，其测量灵敏度高，线性好，测温范围为-50~150℃，接6V直流电源后组成一个稳流源。
它的测温灵敏度单位为1μA/℃，若串接5KΩ电阻后，可产生5mv/℃的信号电压，接0~2V量程四位半数字电压表，可检测到最小℃温度变化。
气体压力传感器探头4由同轴电缆线输出信号，与仪器内的放大器及三位半数字电压表相接。
当待测气体压强为环境大气压P0时，数字电压表显示为0，当待测气体压强为P0+10000Pa时，数字电压表显示为200mv，仪器测量气体压强
灵敏度为20mv/1000Pa。
四、实验步骤
1.按图4-6-2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P0，用水银温度计测量环境温度。
开启电源，将电子仪器部分预热20分钟，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。
2.将活塞C2关闭，活塞C1打开，用打气球把空气稳定地徐徐进入贮气瓶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P1和温度T0（室温为T0）（P1取值范围控制在130mV~150mV之间。
由于仪器只显示大于大气压强的部分，实际计算时式（3-5-4）中的压强P1应加上周围大气压强值）。
3.突然打开活塞C2，当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强P0时（这时放气声消失），迅速关闭活塞C2．
4.当贮气瓶内空气的温度上升至室温T0时，记下贮气瓶内气体的压强P2（由于仪器只显示大于大气压强的部分，实际计算时式（3-5-4）中的压强P2应加上周围大气压强值）。
5.用公式（3-5-4）进行计算，求得空气比热容比值。
五．实验数据及其处理
周围大气压po=X10由：
p1?
p0?
p1/20mv
p2?
po?
p2/20mv得出各自压强实际值，填入上表。
根据?
?
lgp0?
lgp1lgp2?
lgp1
分别求出：
空气比热容：
r1?
lg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lglg?
lg
?
?
2
r?
?
r3?
?
提前关闭时：
r4?
?
推迟关闭时：
r5?
?
r1?
r2?
r3
其r平均值为r=
标准差为：
3
S?
2
2
?
2
?
2
2
?
2
?
所以比热容r?
r0?
=?
六．思考题
1.怎样做才能在几次重复测量中保证不相同，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
C2
p1
的数值大致相同？
这样做有何好处？
若
p1
的数值很
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。
篇二：
空气比热容比的测量实验报告
南昌大学物理实验报告
课程名称：
普通物理实验
（2）
实验名称：
空气比热容比的测量
学院：
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验地点：
座位号：
实验时间：
一、实验目的：
1.学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。
2.观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3.学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验仪器：
气压计、FD-TX-NCD空气比热容测定仪。
三、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CP和定容比热容CV之比称为气体的比热容比，用符号?
Cp
表示（即?
?
），又称气体的绝热系数。
CV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，将原处于环境大气压强为p0、室温为T0的空气，用打气球从活塞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I，其中V1为储气瓶容积。
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，即瓶内压强为大气压强p0，瓶内温度下降到T1（T1篇三：
南昌大学空气比热容比的测量实验报告
实验名称：
学院：
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验地点：
座位号：
实验时间：
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CP和定容比热容CV之比称为气体的比热容比，用符号?
Cp
表示（即?
?
），又称气体的绝热系数。
CV
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，将原处于环境大气压强为p0、室温为T0的空气，用打气球从活塞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I，其中V1为储气瓶容积。
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，即瓶内压强为大气压强p0，瓶内温度下降到T1（T1由于放气过程较快，瓶内保留的气体由状态I转变为状态?
?
。
由于瓶内气体温度T1低于室温T0，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温T0为止，此时瓶内气体压强也随之增大为p1。
稳定后的气体状态为
?
?
?
，从状态?
?
到状态?
?
?
的过程可以看作是一个等容吸热的过程。
总之，气体从状态I到状态?
?
是绝热过程，由泊松公式得：
?
?
1
p1?
?
1p0
?
?
?
T1
T0
从状态?
?
到状态?
?
?
是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得
p0p2
（2）?
TT01
由以上两式子可以得到
?
p1?
?
?
?
P0?
?
?
1
?
p2?
?
?
?
（3）?
P0?
?
两边取对数，化简得
?
?
?
lgp0?
lgp1?
/?
lgp2?
lgp1?
（4）
利用（4）式，通过测量p0、p1和p2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p0，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p1和温度T0（室温为T0）（p1取值范围控制在130~150mV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p1=p0+p1）。
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p0时（即放气声消失），迅速关闭活塞C2。
5、当储气瓶内空气的气压稳定，温度上升至室温T0时，记下储气瓶内气体的压强p?
?
?
2?
2?
2S?
?
?
10?
3
2
?
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?
S?
?
±?
10?
3
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
?
?
?
lgp0?
lgp1?
/?
lgp2?
lgp1?
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
p1
的数值大致相同？
这样做有何好处？
若
p1
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
C2
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。
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