2023年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:一一、实验目的：.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。.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：谴循两条基本原则: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，应保证系统处在平衡态。气体的定压比热容C?和定容比热容a之比称为气体的比热容比，用符号丫表达（即y=O）,又称气体的绝热系数。Cv如图所示,实验开始时,一方面打开活塞C2,储气瓶与大气相通，当瓶内充满与周边空气同压强同温度的气体后，再关闭活塞如图所示,实验开始时,一方面打开活塞C2,储气瓶与大气相通，当瓶内充满与周边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,将原处在环境大气压强为P。、室温为To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Clo此时瓶内空气被压缩而压强增大,温图3-5-1测量仪器示意图1.进气活塞a2.放气活塞q3.温度传感器1.传感器探头5.橡皮塞I（p,Vi,To）,其中□为储气瓶容积。然后迅速打开放气阀门C2，使瓶内空气与周边大气相通，瓶内气体做绝热膨胀，将有一部分体积为AV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po,瓶内温度下降到A（为〈丁。），此时，立即关闭放气阀门C2,。由于放气过程较快，瓶内保存的气体由状态I（川Vi,丁。）转变为状态n（“0,v2,Ti）o

由于瓶内气体温度。低于室温丁。，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达成室温7。为止,此时瓶内气体压强也随之增大为〃I。稳定后的气体状态为HI(P2,V2,To),从状态n到状态HI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n是绝热过程，由泊松公式得:。⑴从状态n到状态W是等容过程,对同一系统，由盖吕萨克定律得2(2)由以上两式子可以得到PiPiPi/\r=Pi/\r=上2(3)inp.-lnp,=lnP1/P()川⑷lnpr-lnp2lnpi/p2运用(4)式，通过测量P。、？和P?的值就可求得空气的比热容比的值。四、实验内容: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外，用水银温度计测量环境温度。

91、2.活塞3.传感器491、2.活塞3.传感器4.橡皮塞组成5.测量仪器3、将活塞C2关闭，活塞C1打开,用打气球把空气稳定地渐渐地打入储气瓶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期压强pi和温度To（室温为了。）（“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(pi=Po+50pI)o4、忽然打开活塞C2,当储气瓶的空气压强减少至环境大气压强p。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To时,记下储气瓶内气体的压强Pw（由于仪器只显示大于大气压强的部分,实际计算时式（4）中的压强巴=Po+50p£）。6、记录完毕后，打开C2放气，当压强显示减少到“0”时关闭C2.7、反复环节2~6。8、用测量公式（4）进行计算，求得空气比热容比值。五、实验数据及数据分析解决：To—768.35mm,Hg=1.0241x105Pap=Po+50xp'

y=1.3107（理论y=1.402）测量次数测量值/mu计算值状态I状态IHp/kPaYPiT；P272，pJkPap2/kPa1111.835.025.564.3108.000103.6851.30352111.042.226.073.5107.960103.7101.31413103.438.624.466.3107.580103.6301.31664103.839.124.766.9107.600103・6451.3201S106.340.724.169.1107.725103.6151.30076109.135.625.270.4107.865103.6701.3083标准差为二/工（？一力）（九_］）=0.007646百分误差：0.5834%六、思考题：1、本实验研究的热力学系统是指哪一部分气体？答：指放气后贮气瓶内剩余