大学物理实验空气比热容比测定实验

1、大学物理仿真实验报告软件04姚伟一实验名称空气比热容比测定二实验目的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。三实验原理对理想气体的定压比热容G和定容比热容G之关系由下式表示：CpCv=R（1）（1）式中，R为气体普适常数。气体的比热容比r值为：r=Cp/Cv（2）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G，将原处于环境大气压强Po、室温B0的空气从活塞Ci,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。

2、关闭活塞C,待稳定后瓶内空气达到状态I(Po,B0,V1)，V1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(Pi,90,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：在关闭活塞C2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升到温度90时，原状态为I(Pi,90,V)体系改变为状态III(P2,9o,M),应满足：由(3)式和(4)式可得到：利用(5)式可以通过测量R、Pi和R值，求得空气的比热容比r值。四实验装置图一实验装置中1为进气活塞塞Ci,2为放气活塞C2,3为电流型集成温度传感器AD590它是新

3、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1卩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R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仪器测量气体压强灵敏度为20mv/KPa测量精度为5Pa。五实验内容1按图一接好仪器的电路，AD590的正负极请勿接错。

4、用Forton式气压计测定大气压强R，用水银温度计测环境室温90。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Pi和温度Bo值（室温为B。）。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Po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Bo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。六.数据记录与分析（200mv读数相当于1.000±104Pa）5、P0（10Pa）>P1（mv）>V1（mv）>P2（mv）>T2（mv）r1.0248149.52410.738.92410.11.407138.92410.532.12410.11.343103.42410.422.32410.11.366125.42410.626.52410.11.367r=1.371，理论值r=1.402，百分差2.2%，比较小七.实验小结本实验测定空气的比热容比，在实验操作过程中，一定要等到贮气瓶中压强稳定再进行读数，否则会引起较大误差。1. 在实