空气比热容比测定实验报告.docx

1、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

2、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（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（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（P1,T0,V1）改变为状态（P2,T0,V2），两个状态应满足如下关系： poT1 ?p2T0 / （3-5-4

3、）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010000Pa，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

4、。 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-50150，接6V直流电源后组成一个稳流源。它的测温灵敏度单位为1A/，若串接5K电阻后，可产生5mv/的信号电压，接02V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

5、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130mV150mV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

6、 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?

7、? 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

8、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

9、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

10、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

11、。 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

12、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（T1T0）,此时，立即关闭放气阀门C2,。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

13、状态?是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得 p0p2 （2） ? TT0 1 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

14、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130150mV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 ?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?l

15、gp1?/?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。