空气比热容比测定仪

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1、THQBR1 型空气比热容比测量实验仪1空气比热容比测定仪空气比热容比测定仪前前 言言本仪器采用绝热膨胀法测量空气的比热容比，可供普通高等院校的普通物理热学或热力学实验教学。本仪器采用扩散硅压力传感器测量空气压强，用电流集成温度传感器测量空气温度，设计思路新颖，结构安全可靠，实验结果准确。一、实验目的一、实验目的1.测量空气定压比热容与定容比热容之比。2.观测热力学过程中空气状态变化的基本规律。3.学习用传感器精确测量气体压强和温度的原理和方法。二、实验仪器二、实验仪器THQKB-1 型空气比热容比测定仪，玻璃容器。 三、实验原理三、实验原理气体的定压比热容 CP定容比热容 CV之比称为气体的

2、比热容比，用符号 r 表示，它被称为气体的绝热系数，是一个很重要的参量，经常出现在热力学方程中。通过测量 r，可以加深对绝热、定容、定压、等温等热力学过程的理解。对于理想气体： RccvpR 为气体的普适常数如图所示，以贮气瓶内的气体作为研究对象进行如下实验过程：1.首先打开放气阀 C2，贮气瓶与大气相通，再关闭 C2，瓶内充满与周围空气同THQBR1 型空气比热容比测量实验仪22211VPVP温同压的气体。2.打开气阀 C1，用充气球向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭气阀 C1。此时瓶内原来的气体被压缩，压强增大，温度升高。等待内部气体温度稳定，即达到与周围温度平衡，此时气体处于状态（P

3、1，V1，T0） 。3.迅速打开放气阀 C2，使瓶内的气体与大气相通，当瓶内压强降到 P0时，立即关闭放气阀 C2，将有体积为 V 的气体喷泻出贮气瓶。由于放气过程较快，瓶内的气体来不及与外界进行热交换，可以认为是一个绝热过程。在此过程中作为研究对象的气体由状态（P1，V1，T0）转变为状态（P0，V2，T1） 。4.由于瓶内温度 T1低于外界温度 T0，所以瓶内气体慢慢的从外界吸热，直到达到外界温度 T0为止，此时瓶内的压强也随之增大为P2，即稳定后的气体状态（P2，V2，T0） 。从状态到状态为等容吸热过程。为绝热过程，有绝热过程方程得： （1）为等温过程，由等温过程方程得： （2）由（1

4、） （2）可得： （3）由（3）可以看出只要测得 P0，P1，P2就可以得空气的 r2ln1ln0ln1lnPPPPr rrVPVP2011THQBR1 型空气比热容比测量实验仪3如果由于环境的温度的变化我们测量到状态 IV（P3，V2，T2） ，我们可以把状态 IV 转化到状态 III（P2，V2，T0） ，因为状态IV状态 III 是等容过程，由等容过程方程知： 四、实验内容四、实验内容1.接好仪器电路，开启电源，预热 20 分钟，然后调零。20 32 TT PPTHQBR1 型空气比热容比测量实验仪42.把活塞 C2关闭，活塞 C1打开，用充气球缓慢的将一定量的气体压入贮气瓶内并关闭 C

5、1，等气体稳定后记录瓶内的压强 P1和温度T0。3.突然打开 C2，当贮气瓶的空气压强降低到环境大气压强 P0时（放气声音消失时） ，迅速关闭活塞 C2。4.当贮气瓶内的温度和环境温度平衡时记录瓶内气体的压强 P2。5.用公式（3）进行计算，求得空气的比热容比 r 的值，并与理论值做比较。五、数据处理五、数据处理P0(105Pa)P1(mV)(mV)/ 1TP2(mV)(mV)/ 2TP1P2rTHQBR1 型空气比热容比测量实验仪5说明：表中已P1、P2分别为绝热压缩过程和等容吸热过程气体压强的增量，实验时先按直流数字电压表测得值记录单位为 mV，实验计算中再由换算因子 200(mV)相当于

6、 0.1105Pa 将之化为压强值（单位 Pa），干燥空气绝热指数理论值 01.402 六、思考题六、思考题1. 会有哪几种因素会影响到实验测量结果的正确性？2. 本次实验是用何种方法测量空气比热容比的？七、注意事项七、注意事项1. 实验在打开活塞 C2放气时，当听到放气声结束应迅速关闭活塞，提早或推迟关闭活塞 C2都将影响实验要求。 （由于数字电压表有滞后性，经过多次实验测量，放气时间约为零点几秒，与放气声音消失基本一致，所以关闭活塞用听声音更可靠。 ）2.实验要求环境温度基本保持不变。 （如果环境的温度发生了比较大的变化，可以先转化到与状态 I 相同的温度在进行计算。 ）3. 压力传感器与主机要配套使用，仪器之间不可互相换用。4. 密封装配后必须等胶水变干且不漏气，方可做实验。5. 橡胶管在插入玻璃管前可先沾水或者肥皂水，然后轻轻推入，以免玻璃管断裂。