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Ⅰ（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Ⅱ（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Ⅰ（P1,T0,V1）改变为状态Ⅲ（P2,T0,V2），两个状态应满足如下关系：
poT1
?p2T0
/ （3-5-4）
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0~10000Pa，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。

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-50~150℃，接6V直流电源后组成一个稳流源。

它的测温灵敏度单位为1μA/℃，若串接5KΩ电阻后，可产生5mv/℃的信号电压，接0~2V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130mV~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（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．
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?
?
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。

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（T1<T0）,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?lgp1?/?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。