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1、空气比热容比测定实验介绍目的：1用绝热膨胀法测定空气的比热容比。2观测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。原理：对理想气体的定压比热容C和定容比热容C之关系由下式表示：pvCpCv=R（1）pv（1）式中，R为气体普适常数。气体的比热容比r值为：r= C /C（2）pv气体的比热容比现称为气体的绝热系数，它是一个重要的物理量，r值经常出现在热力 学方程中。测量r值的仪器如图一所示。实验时先关闭活塞C2,将原处于环境大气压强P。、室温00 的空气从活塞C,处把空气送入贮气瓶B内，这时瓶内空气压强增大。温度升高。关闭活塞C, 待稳定后瓶
2、内空气达到状态I（P0，00，V）, V为贮气瓶容积。然后突然打开阀门C2，使瓶内空气与大气相通，到达状态II （P, 00，V）后，迅速关闭活塞 c2,由于放气过程很短，可认为是一个绝热膨胀过程，瓶内气体压强减小，温度降低，绝热膨胀过 程应满足方程：PV= PV（3） 0 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00时，原状态为I （P, 00, V）体系 改变为状态III（P2, 00, V2）,应满足：PV = PV（4） 0 2由（3）式和（4）式可得到：r 二（lop -lo p）/（1哗-lo p）（5）利用（5）式可以通过测量P0、P和P2值，求得空气的比热容比r
3、值。实验装置：图一实验装置中1为进气活塞塞C, 2为放气活塞C2, 3为电流型集成温度传感器AD590,它是新型半导体温度传感器，温度测量灵敏度高，线性好，测温范围为-50C至150C。AD590接6V直流电源后组成一个稳流源，见图二它的测温灵敏度为1p A/C，若串接5KQ电阻后，可产生5mv/C的信号电压，接02V量程四位半数字电压表，可检测到最小0.02C温度变化。4为气体压力传感器探头，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P+10.00KPa时，数字电 压表显示为200mv；仪器测量气体压强
4、灵敏度为20mv/KPa,测量精度为5Pa。J：一阿料4电整區勺册罷工一阿肢站剖用户的塞时J实验内容：1按图一接好仪器的电路， AD590 的正负极请勿接错。用 Forton 式气压计测定大气 压强P0,用水银温度计测环境室温O0o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表示值调到0。2. 把活塞C2关闭，活塞C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00值（室温为。0）。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
5、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00时，记下贮气瓶内气体的压强P2。 5用公式（5）进行计算，求得空气比热容比值。实验数据例：P = P + P /2000; P = P + P /2000;1 0 1 2 0 2r = log(P / P )/log(P / P )1 0 1 2(200mv 读数相当于 1.000104Pa)P0(105Pa)P1(mv)V1(mv)P2(mv)T2(mv)P1(105Pa)P0(105Pa)r1.0248110.11428.431.11428.41.07981.04041.407115.31430.832.21430
6、.81.08241.0401.399116.91434.633.71434.61.08321.04161.415118.11438.331.41438.31.08381.04051.373r=1.399,理论值r=1.402，百分差很小。一、概述 本仪器用绝热膨胀法测量空气的比热容比，主要供大专院校普通物理热学与热力学实验教学 用。由于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空气温度，设计先 进，结构安全可靠，实验结果精确。二、用途1 测定空气的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及基本规律。 3学习用传感器精确测量气体压强和温度的原理与方法。三、结
7、构特性 本仪器主要有三部分组成：（1）贮气瓶：它包括玻璃瓶、进气活塞、橡皮塞组成（；2）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；（3）数字电压表两只：三位半数字电 压表作硅压力传感器的二次仪表（测空气压强）、四位半数字电压表作集成温度传感器二次仪表（测 空气温度）。扩散硅压力传感器配三位半数字电压表，它的测量范围大于环境气压 010KPa,灵敏度为 20mv/KPa，实验时，贮气瓶内空气压强变化范围约6KPa。空气温度测量采用电流型集成温度传感 器AD590,该半导体温度传感器灵敏度高、线性好，它的灵敏度为1UA/C。四、保养和维护 1实验时硅压力传感器请勿用手压，以免影响测量准确性。 2玻璃活塞如有漏气，可用乙醚将油脂擦干净，重新涂真空油脂。 3橡皮塞与玻璃瓶或玻璃管接触部位等处有漏气只需涂703硅化橡胶，即可防止漏气 （硅化橡胶由江苏锡山市后宅前进化工厂生产）。4由于硅压力传感器各只灵敏度不完全相同，一台仪器配一只专用传感器，请勿将显示器与 压力传感器互换。五、仪器及附件 1贮气瓶一只（包括瓶、活塞两只、橡胶塞、打气球）。2硅压力传感器及同轴电缆。3电流型集成温度传感器及电缆。4三位半数字电压表；四位半数字电压表各一只。用户自备：钾电池四节、5KQ电阻（或用电阻箱代）一只。
