空气比热容比的实验报告

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测定空气比热容比实验报告

测定空气比热容比实验报告实验报告：测定空气比热容比一、实验目的1.学习和掌握比热容比的概念及其物理意义。

2.通过实验测定空气的比热容比。

3.提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理比热容比是指一种物质在等压比热容与等容比热容之比，即γ=cp/cv。

对于理想气体，其比热容比为γ=cp/cv=1+1/273K+1/373K。

本实验采用绝热压缩过程的方法测定空气的比热容比。

三、实验步骤1.准备实验器材：温度计、压力表、空气压缩机、秒表、恒温水槽、保温杯、绝热材料等。

2.将恒温水槽设定在不同温度值，测量恒温水槽的实际温度。

3.将保温杯置于恒温水槽中，使其保持稳定的温度。

4.使用空气压缩机将空气压缩到保温杯中，同时记录压缩时间和压力。

5.将保温杯中的空气通过绝热材料导入绝热材料下方的恒温水槽中，测量压缩空气的温度变化。

6.重复步骤4和5，改变恒温水槽的温度值，得到多组数据。

四、数据处理与分析1.根据实验数据，计算出空气的等压比热容cp和等容比热容cv。

2.利用空气的等压比热容cp和等容比热容cv，计算出空气的比热容比γ。

3.将空气的比热容比γ与理想气体的比热容比进行比较，分析误差来源和实验误差。

4.根据实验数据和误差分析，得出结论，并讨论实验中需要注意的问题。

五、结论通过本实验，我们学习和掌握了比热容比的概念和物理意义，通过测定空气的比热容比实验提高了实验操作技能和数据处理能力。

同时，通过误差分析和讨论，我们发现实验中存在一些误差来源，例如温度测量误差、压力测量误差、气体不完全绝热等。

为了提高实验精度，需要采取措施减小误差，例如使用高精度的温度计和压力传感器、确保绝热材料的密封性能等。

本实验所用的方法可以推广到其他气体，例如二氧化碳、氧气等。

通过对比不同气体的比热容比，可以研究它们的物理性质和反应特性。

同时，对于一些复杂的气体，其比热容会受到压力、温度等因素的影响，本实验方法可以用来研究这些影响的大小和规律。

空气比热容比的测定

实验二空气比热容比和液体粘滞系数的测定(一) 空气比热容比的测定【实验简介】空气的比热容比又称气体的绝热指数, 是系统在热力学过程中的重要参量。

测定值在研究气体系统的内能, 气体分子的热运动以及分子内部的运动等方面都有很重要的作用。

如气体系统作绝热压缩时内能增加, 温度升高；反之绝热膨胀时, 内能减少, 温度降低。

在生产和生活实践中广泛应用的制冷设备正是利用系统的绝热膨胀来获得低温的。

除此以外, 测定比热容比还可以研究声音在气体中的传播。

由上可见, 测定气体的比热容比是一个重要的实验。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的值。

【实验目的】1.用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2.观察热力学过程中系统的状态变化及基本物理规律。

3.学习使用空气比热容比测定仪和福廷式气压计。

【实验仪器】空气比热容比测定仪（FD —NCD 型, 包括主机, 10升集气瓶连橡皮塞和活塞, 打气球, 硅压力传感器及同轴电缆, AD590温度传感器及电缆）、低压直流电源（VD1710—3A ）、电阻箱（或定值标准电阻）、福廷式气压计（共用）。

【实验原理】1.理想气体的绝热过程有 , 叫做理想气体的比热容比或绝热指数。

和分别是理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容, 二者之间的关系为（为普适气体恒量） 2.如图所示, 关闭集气瓶上的活塞 , 打开 , 用打气球缓慢而稳定地将空气打入集气瓶内, 瓶内空气的压强逐渐增大, 温度逐渐升高。

当压强增大到一定值时, 关闭 , 停止打气。

待集气瓶内的温度降至室温状态稳定时, 这时瓶内气体处处密度均匀, 压力均匀, 温度均匀。

此时取瓶内体积为的一部分气体作为我们的研究对象, 系统处于状态1 , 这部分气体在接下来的膨胀中体积可以恰好充满整个瓶的容积。

突然打开活塞进行放气, 放掉多余的气体, 使系统迅速的膨胀, 达到状态2 , 随即又迅速关闭。

是环境大气压。

由于放气过程迅速, 可视为绝热过程, 故有1102PV PV γγ= （1）3.关闭后, 瓶内气体的温度会由缓慢回升至室温 , 与此同时, 压强也会逐渐增大。

空气比热容比测定实验报告

空气比热容比测定实验报告一、实验目的通过测量空气比热容比，掌握气体的热力学性质，了解气体的热膨胀特性，从而深入理解物理学中的热力学基础知识。

二、实验原理空气比热容比测定实验主要利用了两个方面的知识，一个是气体的状态方程，另一个是热力学第一定律。

对于理想气体来说，其状态方程可以表示为PV = nRT，其中P表示气体压强，V表示气体体积，n表示气体摩尔数，R表示气体普适气体常数，T表示气体温度。

对于气体在绝热条件下的变化，根据热力学第一定律可以得出：ΔU = Q - W，其中，ΔU表示气体内能的变化量，Q表示热量，W表示功。

在绝热条件下，Q = 0，所以ΔU = -W。

气体的内能是由分子的内部能量和分子运动所带来的动能组成的，比热容则是热量增加单位温度所需要的比率，所以等于内能和温度的比率，可以表示为Cp = ΔU/ΔT。

对于压缩气体来说，功是负值，所以ΔU也是负值。

得到如下公式：Cp - Cv = R，其中Cv表示气体的等密比热容。

三、实验内容1. 实验器材1) 绝热容器2) 气压计3) 温度计4) 手摇式风扇5) 水壶6) 水槽2. 实验步骤实验步骤如下：1) 在绝热容器中加入适量的干燥空气，并使用气压计记录其初始压强和初始温度。

2) 手摇风扇使其在绝热条件下进行气体的压缩。

3) 当气体温度上升一定温度时，暂停手摇风扇。

4) 记录停止手摇风扇后的气体压强和温度。

5) 将停止手摇风扇后的绝热容器放入水壶中的水中，并记录水的温度。

6) 将绝热容器中的气体放入水槽中，与水进行热交换直至稳定。

7) 测量气体最终的压强和温度。

四、实验结果通过实验，我们得到的数据如下表所示：| | 初始气压（Pa） | 初始温度（℃） | 停止风扇后气压（Pa） | 停止风扇后气温（℃） | 热交换后气压（Pa） | 热交换后气温（℃） | 水的温度（℃） || --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- ||1 | 98683 | 21.5 | 128340 | 40.0 | 100092 | 21.5 | 25.0||2 | 98703 | 21.5 | 130330 | 44.0 | 101325 | 21.5 | 25.0||3 | 98703 | 21.5 | 131320 | 46.0 | 101325 | 21.5 | 25.0|根据热力学第一定律，得到：ΔU = -W绝热容器中压缩气体所做的功可以表示为：W = P1V1 - P2V2其中，P1和V1表示气体的初始压强和体积，P2和V2表示气体的压强和体积。

空气比热容比的测量实验报告

空气比热容比的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量空气的比热容比，加深对热力学过程和热学基本概念的理解，掌握一种测量气体比热容比的方法，并培养实验操作和数据处理的能力。

二、实验原理空气比热容比γ定义为定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝ Cp ／ Cv。

在热力学中，理想气体的绝热过程满足方程：pV^γ ＝常数。

在本实验中，我们利用一个带有活塞的圆柱形绝热容器，容器内封闭一定质量的空气。

通过改变活塞的位置，使容器内的气体经历绝热膨胀或绝热压缩过程。

测量绝热过程中气体压强和体积的变化，从而计算出空气的比热容比。

三、实验仪器1、储气瓶：储存一定量的压缩空气。

2、打气球：用于向储气瓶内充气。

3、压强传感器：测量气体压强。

4、体积传感器：测量气体体积。

5、数据采集器：采集和记录压强和体积的数据。

6、计算机：处理和分析实验数据。

四、实验步骤1、仪器调试检查各仪器连接是否正确，确保无漏气现象。

打开数据采集器和计算机，设置好采集参数。

2、测量初始状态用打气球向储气瓶内缓慢充气，直至压强达到一定值，记录此时的压强p1和体积V1。

3、绝热膨胀过程迅速打开活塞，使气体绝热膨胀，记录压强和体积的变化，直到压强稳定，此时的压强为p2，体积为V2。

4、绝热压缩过程迅速关闭活塞，使气体绝热压缩，记录压强和体积的变化，直到压强稳定，此时的压强为p3，体积为V3。

5、重复实验重复上述步骤多次，以减小测量误差。

五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据的示例：｜实验次数｜ p1（kPa）｜ V1（mL）｜ p2（kPa）｜ V2（mL）｜ p3（kPa）｜ V3（mL）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 1050 ｜ 500 ｜ 700 ｜ 700 ｜ 950 ｜ 450 ｜｜ 2 ｜ 1080 ｜ 480 ｜ 720 ｜ 720 ｜ 980 ｜ 460 ｜｜ 3 ｜ 1060 ｜ 510 ｜ 680 ｜ 750 ｜ 960 ｜ 440 ｜根据绝热过程方程pV^γ ＝常数，可得：p1V1^γ ＝p2V2^γ （1）p2V2^γ ＝p3V3^γ （2）由（1）式除以（2）式可得：p1V1^γ ／p3V3^γ ＝p2V2^γ ／p2V2^γ即：p1V1^γ ／p3V3^γ ＝ 1γ ＝ ln(p1 ／ p3) ／ ln(V3 ／ V1)将上述实验数据代入公式，计算出每次实验的比热容比γ，然后取平均值。

实验五空气比热容比的测定

实验五空气比热容比的测定气体的比热容比γ（亦称绝热指数），是一个重要的热力学参量。

测量γ值的方法有多种，绝热膨胀测量γ是一种重要的方法。

传统的比热容比实验大多是利用开口U 型水银压力计测量气体的压强，用水银温度计测温度，测量结果较为粗略。

本实验采用的是高灵敏度的硅压力传感器和高灵敏温度传感器，分别测量气体的压强和温度，克服了原来实验中的不足，实验时能更明显地观察分析热力学现象，实验结果较为准确。

【实验目的】1、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比γ；2、观察和分析热力学系统的状态和过程特征，掌握实现等值过程的方法。

*3、了解硅压力传感器的工作原理，掌握其使用方法。

【实验原理】一测量比热容比的原理单位质量（1kg ）的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量称为这种物质的比热容。

同一种气体由于受热过程不同，有不同的比热容。

对应于气体受热的等容过程及等压过程，气体的比热容有定容比热容C V 和定压比热容C P 。

定容比热容是将气体在保证体积不变的情况下加热，当温度升高1 ℃时所需的热量；而定压比热容则是在保持压强不变的情况下加热，温度升高1℃所需的热量。

显然，对同一种气体C P >C V ,因为定压膨胀过程要对外做功。

{对理想气体C P －C V =R, R=8.31J/mo l ·k,为气体普适恒量}。

通常称γ=C P /C V 为该气体的比热容比。

理想气体的压强p 、体积V 、温度T ，在任何状态下都遵守气态方程C TpV 常量=。

此外，在准静态绝热过程中还遵守绝热过程方程C pV '=γ。

因此γ亦称为绝热指数。

γ的大小与气体种类有关，还与温度有关。

对同一种气体，在常温下γ基本不随温度变化。

测量装置如图示（见实物）。

以储气瓶内空气作研究的热力学系统，进行如下实验过程。

（1）首先打开放气阀A ，储气瓶与大气相通，再关闭阀 A ；瓶内充满与外界同温、同压气体。

空气比热容比的测量

实验4-4 空气比热容比的测量气体的比热容比γ(又称绝热指数)是一个重要的热力学参量，经常出现在热力学方程中。

测量γ的方法有多种，绝热膨胀测量是一种重要的方法。

传统的比热容比实验大多是利用开口U 型水银压力计或水压力计测量气体的压强，用水银温度计测量温度，测量结果较为粗略，实验误差大。

本实验采用的是高精度、高灵敏度的硅压力传感器和电流型集成温度传感器分别测量气体的压强和温度，克服了原有实验的不足，实验时能更明显地观察分析热力学现象，实验结果较为准确。

【实验目的】1．学习用绝热膨胀法测量空气的比热容比γ；2．观察和分析热力学系统的状态和过程特征，掌握实现等值过程的方法； 3．了解硅压力传感器和电流型集成温度传感器的工作原理，掌握其使用方法。

【实验原理】1．测量比热容比的原理气体受热过程不同，比热容也不同。

气体等容及等压过程的比热容分别称为定容比热容V C 和定压比热容p C 。

定容比热容是将kg 1气体在保持体积不变的情况下加热，当其温度升高C 1︒时所需的热量；而定压比热容则是将kg 1气体在保持压强不变的情况下加热，当其温度升高C 1︒时所需的热量。

显然，后者由于要对外作功而大于前者，即V p C C >。

气体的比热容比γ定义为定压比热容p C 和定容比热容V C 之比，即Vp C C =γ (4-4-1)测量γ的实验装置如图4-4-1所示。

我们以贮气瓶内空气作为研究的热力学系统，进行如下实验过程。

(1) 首先打开放气活塞2，贮气瓶与大气相通，再关闭放气活塞2，瓶内充满与周围空气同温同压的气体。

(2) 打开进气活塞1，用充气球向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭进气活塞1。

此时瓶内空气被压缩，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(室温)平衡，此时的气体处于状态Ⅰ),,(011T V p 。

1-进气活塞；2-放气活塞；3-AD590； 4-气体压力传感器；5-704胶粘剂图4-4-1 实验装置简图数字电压表(3) 迅速打开放气活塞2，使瓶内气体与大气相通，当瓶内气体压强降到0p 时，立即关闭放气活塞2，将有体积为V ∆的气体喷泻出贮气瓶。

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p1r?1rr?1rTo?poT1（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）。

空气比热容比的测量实验报告

空气比热容比的测量实验报告一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测量空气的比热容比。

2、观察热力学过程中状态的变化及基本物理规律。

3、学习使用气体压力传感器和计算机等现代实验技术手段进行实验数据的采集和处理。

二、实验原理比热容比γ是指气体定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝Cp ／ Cv 。

对于理想气体，γ值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测量空气的比热容比。

实验装置主要由贮气瓶、压力表、活塞、打气球等组成。

实验时，首先关闭放气阀，通过打气球向贮气瓶内缓慢打入一定量的气体，使瓶内压强增大。

当压强达到一定值时，突然打开放气阀，瓶内气体迅速绝热膨胀，压强急剧降低。

由于绝热膨胀过程中，气体与外界没有热量交换，内能的减少等于对外做功。

待瓶内气体温度恢复到环境温度时，再次关闭放气阀，此时瓶内气体的压强为P1。

然后用打气球缓慢打入气体，使瓶内压强再次增大到一定值，重复上述过程，测量出第二次绝热膨胀后的压强P2。

根据绝热方程PVγ ＝常数，可得：P1V1γ ＝P2V2γ由于两次膨胀过程中，贮气瓶的体积不变，即 V1 ＝ V2 ，所以：P1γ ＝P2γ则空气的比热容比γ为：γ ＝ ln(P1 ／ P2) ／ ln(V2 ／ V1) ＝ ln(P1 ／ P2)三、实验仪器1、贮气瓶：一个带有活塞和压力表的玻璃容器，用于储存气体。

2、压力表：测量贮气瓶内气体的压强。

3、打气球：用于向贮气瓶内打气。

4、计算机及数据采集系统：用于采集和处理实验数据。

四、实验步骤1、检查实验装置的气密性，确保系统无漏气现象。

2、打开计算机数据采集系统，将压力表与计算机连接好。

3、关闭放气阀，用打气球缓慢向贮气瓶内打气，使压力表读数达到一定值（例如 12 × 10^5 Pa），记录此时的压强 P1 。

4、迅速打开放气阀，使瓶内气体绝热膨胀，待瓶内气体温度恢复到环境温度后，关闭放气阀。

5、再次用打气球缓慢向贮气瓶内打气，使压力表读数达到与第一次相同的值，记录此时的压强 P2 。

【大学物理实验】空气比热容比测定实验

大学物理仿真实验报告软件 04姚伟10038046一．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Cp 和定容比热容Cv之关系由下式表示：Cp —Cv=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C2，将原处于环境大气压强P0、室温θ的空气从活塞C1，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C1，待稳定后瓶内空气达到状态I（P，θ，V 1），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 （P1，θ，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θ时，原状态为I（P1，θ，V1）体系改变为状态 III（P2，θ，V2），应满足：由（3）式和（4）式可得到：利用（5）式可以通过测量P0、P1和P2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C1，2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-50℃至150℃。

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0.02℃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P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。

实验一空气比热容比的测定

实验一空气比热容比的测定实验一：空气比热容比的测定一、实验目的1.学习和掌握空气比热容比的概念和测量方法。

2.通过实验测定空气的比热容比。

3.理解比热容比与物质分子热运动的关系。

二、实验原理空气的比热容比（又称比热容比系数）定义为，当温度升高1度时，1千克物质所需的热量与1千克干空气所需的热量之比。

它反映了物质在热传导过程中吸收和释放热量的能力，可以用来评估材料的热性能。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

三、实验步骤1.准备实验器材：一气缸、一个压力表、一个温度计、一个恒温水槽、一个空气压缩机、计时器和称量纸。

2.将恒温水槽设定在不同温度值（如0℃、25℃、50℃），测量恒温水槽的实际温度。

3.将压力表和温度计安装在气缸上，连接空气压缩机，开启空气压缩机，将气缸内的空气加热到预定温度（如25℃）。

4.记录压力表和温度计读数，根据压力和温度数据计算湿空气的密度。

5.用称量纸称量湿空气的质量，将其输入计算公式，得到实验数据。

6.改变恒温水槽设定温度，重复步骤3至步骤5，得到足够数量的数据点。

四、实验数据分析通过实验得到了如下数据：着温度的升高，空气分子热运动增强，导致热传导能力增强，比热容比增大。

五、实验结论通过本实验，我们成功地学习了空气比热容比的概念和测量方法，并掌握了绝热膨胀法测定空气比热容比的实验方法。

实验数据表明，随着温度的升高，空气的比热容比增大，这与空气分子热运动增强导致热传导能力增强的理论相符。

本实验不仅有助于我们理解空气的热性质，也为今后研究其他物质提供了有效的实验方法和思路。

空气比热容比的测量实验报告

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。

气体的定压比热容和定容比热容之比称为气体的比热容比，用符号P C V C 表示（即），又称气体的绝热系数。

γpVC C γ=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、室温为的空气，0p 0T 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(,,)，1p 1V 0T 其中为储气瓶容积。

1V 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，将有一部分体积为的气V ∆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，瓶内0p 温度下降到（<）,此时，立即关闭放气阀门C2,。

由于放气过程较快，1T 1T 0T 瓶内保留的气体由状态I(,,)转变为状态(,,)。

1p 1V 0T II 0p 2V 1T由于瓶内气体温度低于室温，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达1T 0T 到室温为止，此时瓶内气体压强也随之增大为。

稳定后的气体状态为(0T 1p III ,,)，从状态到状态的过程可以看作是一个等容吸热的过程。

2p 2V 0T II III 总之，气体从状态I 到状态是绝热过程，由泊松公式得：II (1)110101p p T T γγγ-γ-=从状态到状态是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得II III 0210p p T T =（2）由以上两式子可以得到11200p p P P γγ-⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ （3）两边取对数，化简得（4）()()0121lg lg /lg lg p p p p γ=--利用（4）式，通过测量、和的值就可求得空气的比热容比的值。

空气比热容比实验

测量空气的比热容比实验报告一、实验目的1.学习测定空气比定压热容和比定容热容之比的一种方法；2.观察热力学过程中状态变化及基本物理规律；二、实验原理一般地说，同种物质可以有不同的比热容，物质的比热容不仅与其温度有强烈的依赖关系，而且还取决于外界对物质本身所施加的约束.当压力恒定时可得物质的比定压热容c p，体积一定时可得物质的比定容热容c V.二者都是热力学过程中的重要参量，因此又称它们为主比热容.当然c p和c V一般也是温度的函数，但当实际过程中所涉及的温度范围不大时，二者均近似地视为常量.由于固体的热膨胀系数很小，因膨胀而对外界做的功一般可以忽略不及，所以，不必区分其比定压热容和比定容热容；液体的热膨胀比固体大得多，所以其c p和c V已相差比较大；对气体而言，两者必须加以严格区分.对理想气体，二者之间满足如下关系：c p−c V=R/M.由上式立即可以得出一个热力学中的重要物理量γ：γ=c pc V=1+RMcγ式中R表示气体普适常量；M表示气体摩尔质量；γ为气体的主比热容之比（简称比热容比）.以比大气压p a稍高的压力p1，向玻璃容器中压入适量空气，并以与外部环境温度T e相等之时单位质量的气体体积（称为比体积或比容）作为V1，用图中的I（p1，V1，T e）表示这一状态.而后，急速打开放气活塞，使其绝热膨胀，使其压强降到大气压p a，并以状态II（p a，V2，T2）表示.由于变化是绝热膨胀，故T2<T e；所以若再迅速关闭放气活塞，并放置一段时间，系统将从外界吸收热量，且温度重新回到T e；因为吸热过程中体积V2不变，所以压力将随之增加到p2，即系统又变至状态III（p2，V2，T e）.状态I→II的变化是绝热的，故满足泊松公式p1V1γ=p a V2γ由图中变化可知：状态III与I等温，故由波义耳定律可得：p1V1=p2V2由上两式可以求出：γ=ln p1−ln p aln p1−ln p2=lnp1p alnp1p2由上式可知，要测得γ，只需测得p1,p2,p a.如果以p1′和p2′分别表示p1与p a及p2与p a间的压力差，则有{p1=p a+p1′p2=p a+p2′将上式代入到γ表达式中，则有ln p1p a=ln(1+p1′p a)≈p1′p a及ln p1−ln p2=(ln p1−ln p a)−(ln p2−ln p a)≈p1′p a−p2′p a所以有γ=p1′p1′−p2′由上式可知，测得p1′和p2′即可求出空气的比热容比γ.三、实验仪器空气比热容比测定仪，储气瓶，传感器（温度，压力传感器）等.四、实验步骤1.测定环境气压p a及环境温度T e.开启电子仪器电源，预热.调节温度表至0mV.2.顺序完成I→III的状态变化过程.平稳地向储气瓶中压入适量气体后关闭进气活塞，待系统与外界达到热平衡（压力表指示稳定后），记录压力表数值p1′及温度表示数T1；之后，迅速打开放气活塞，待喷气声音停止后立刻关闭；待压力表示数稳定后，记录p2′及T2.3.在p1′数值大致相等（最好在T1=T2时读取p2′）的条件下重复实验，代入γ表达式，求出γi及其算数平均值.五、实验数据及分析1.实验数据记录如下：a ei p1′/mV T1i/mV p2′/mV T2i/mV(p1′−p2′)/mVγ=p1′p1′−p2′实验情况说明1100.81477.823.21477.777.6 1.299正常实验2100.81478.521.41478.579.4 1.270正常实验399.21479.323.51479.375.7 1.310正常实验4101.71480.024.81480.376.9 1.322正常实验5100.01480.823.51480.976.5 1.307正常实验6101.11481.523.81481.477.3 1.308正常实验7100.81482.117.61482.383.2 1.212放气时间过长8101.61482.923.11482.978.5 1.294打气速度快平均（除去7和8数据） 1.303μ=|1.402−1.303|1.402×100%=7.06% 3.以γi 作为原始数据，估测γ的测量不确定度. μγ=√(ðln γðp 1′)2(u p1)2+(ðln γðp 2′)2(u p2)2 s p1=√∑(p 1i ′−p 1′̅̅̅)26i=16−1=0.879 s p2=√∑(p 2i ′−p 2′̅̅̅)26i=16−1=1.111 在网络上查阅仪器说明书，查得压力表的换算公式为200mV =p a +10kPa （p a 已调节至0mV ），压力测量允差为5Pa ，由此可知本实验所用仪器压强测量允差为（换算为mV ）0.1mV∆=0.1mVðln γðp 1′=1p 1′̅̅̅+1p 1′̅̅̅−p 2′̅̅̅=0.023 ðln γðp 2′=−1p 1′̅̅̅−p 2′̅̅̅=−0.013 u p1=√u A 2+u B 2=√u A 2+u B 2=√(√61.11)2+(√3)3=0.402 u p2=√u A 2+u B 2=√u A 2+u B 2=√(1.111√61.11)2+(0.1√3)3=0.507 μγ=√(ðln γðp 1′)2(u p1)2+(ðln γðp 2′)2(u p2)2=0.01135 则γ的测量不确定度为0.01135，最终结果为γ=1.303±0.01135×1.303=1.303± 0.015.4.实验误差来源分析本实验最终得到的空气比热容比为1.303，与真值1.402存在7.06%的误差.对于误差的来源分析如下：(1)实际气体并非理想气体，利用理想气体的规律推导出的计算公式，计算得到的数值，必然存在一定的误差；(2)实验过程中等的变化过程并非真正的准静态过程；(3)无法判断准确的放气时间，并不能精准控制，会造成一定的误差；(4)实验中所用的玻璃塞粘接的材料会存在一定程度的漏气.5.实验改进方案（或思考）(1)由所做第七组实验可以看出，如果放气时间过长，则会导致实验产生较大误差. 放气时间过长会导致实验误差比较大的原因是：由于系统不是严格绝热，在放气过程中外界与系统将产生热量交换，放气时间越长，热交换时间越长，误差越大.如果给系统加上绝热措施，判断会减小实验的误差.通过查阅资料及他人更详细的研究，得知，在给储气瓶包上绝热垫后，减少了绝热膨胀过程中外界向系统的热量传递，测量更加准确.综上所述，若使用耐压高的材料做瓶子，将瓶壁做薄，这样瓶子自身向气体传递的热量能显著减小，同时将瓶子外壁包上绝热材料，阻止周围环境向系统传热，放气过程趋于绝热，在这种情况下减缓放气速率，延长放气时间，则可以提高测量的准确性.六、注意事项1.注意系统密闭性，检查是否漏气；2.旋转活塞时不可动作过猛，防止活塞被折断；3.平稳压入气体，防止气压表超程；4.严格掌握放气活塞从打开到关闭的时间，否则会给实验造成较大的不确定度；5.注意掌握实验进程，防止因实验周期过长、环境温度较大变化对实验造成的影响；6.实验结束后将装置复原，注意将放气活塞打开，使容器与大气相同.七、实验思考1.本实验所研究气体的I,II,III状态分别与实验步骤中何时的气体对应？有什么特点？以比大气压p a稍高的压力p1，向玻璃容器中压入适量空气，并以与外部环境温度T e 相等之时单位质量的气体体积（称为比体积或比容）作为V1， I（p1，V1，T e）表示这一状态.而后，急速打开放气活塞，使其绝热膨胀，使其压强降到大气压p a，并以状态II（p a，V2，T2）表示.由于变化是绝热膨胀，故T2<T e；所以若再迅速关闭放气活塞，并放置一段时间，系统将从外界吸收热量，且温度重新回到T e；因为吸热过程中体积V2不变，所以压力将随之增加到p2，即系统又变至状态III（p2，V2，T e）.2.本实验中研究的气体是哪一部分？为什么？研究的是储气瓶中的气体再加打入的气体（即一直研究气瓶中存在的气体）.。

气体比热容比的测定实验报告

气体比热容比的测定实验报告一、实验目的1、了解气体比热容比的物理意义。

2、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

3、掌握使用数字压力计和温度计等仪器测量气体状态参量的方法。

二、实验原理气体的比热容比γ定义为定压比热容 Cp 与定容比热容 Cv 之比，即γ ＝ Cp ／ Cv 。

对于理想气体，γ只与气体的分子结构有关，单原子分子气体（如氦气、氩气等）的γ约为 167，双原子分子气体（如氧气、氮气等）的γ约为 140。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验装置如图1 所示，主要由储气瓶、压力传感器、温度传感器、打气球等组成。

！实验装置图(图 1 实验装置示意图实验过程中，先关闭放气阀，用打气球向储气瓶内缓慢打入一定量的气体，使瓶内压强升高。

然后迅速打开放气阀，瓶内气体绝热膨胀，压强降低，温度也随之降低。

待瓶内气体状态稳定后，测量此时的压强和温度。

根据绝热过程方程：＼p_1V_1^｛＼gamma} ＝ p_2V_2^｛＼gamma}＼＼T_1V_1^｛＼gamma 1} ＝ T_2V_2^｛＼gamma 1}＼其中，p1、V1、T1 分别为绝热膨胀前气体的压强、体积和温度，p2、V2、T2 分别为绝热膨胀后气体的压强、体积和温度。

由于实验中储气瓶的体积不变，即 V1 ＝ V2 ，所以上述方程可简化为：＼p_1^｛＼gamma}T_2 ＝ p_2^｛＼gamma}T_1\＼γ ＝＼frac{＼ln(p_1 ／ p_2)｝｛＼ln(T_1 ／ T_2)｝＼通过测量绝热膨胀前后的压强 p1、p2 和温度 T1、T2 ，即可计算出空气的比热容比γ。

三、实验仪器1、储气瓶：容积约为 2000ml，用于储存实验气体。

2、数字压力计：测量范围 0 100kPa，精度 001kPa，用于测量气体压强。

3、数字温度计：测量范围－50℃ 100℃，精度 01℃，用于测量气体温度。

4、打气球：用于向储气瓶内打气。

5、放气阀：控制储气瓶内气体的放出。

测定空气比热容比实验报告

测定空气比热容比实验报告实验目的：1.测定空气的比热容比；2.掌握热平衡的方法和实验技巧；3.掌握冷热水混合的热平衡方法。

实验器材：1.中空金属绝热杯2.温度计3.可调节加热器4.隔热垫5.实验用水实验原理：空气的比热容比是在恒压下单位质量空气温度升高1℃所需要的热量与单位质量空气温度升高1℃所需要的热量的比值，用γ表示。

热平衡指两个物体达到相同温度的状态。

根据热平衡原理及能量守恒定律，可得到热平衡的关系式：m1c1ΔT1=m2c2ΔT2，其中m为质量，c为比热容，ΔT为温度变化。

实验步骤：1.按实验器材准备好实验装置，将中空金属绝热杯放在隔热垫上；2.称取一定质量的水m1，通过温度计测量其初始温度T1；3.将水倒入中空金属绝热杯中，并再次测量水的质量m2；4.放入温度计，迅速记录下水的最高温度T2；5.加热器以适当的功率加热冷水，使水温随时间增长，并记录加热时间t；6.每隔一段时间t1，记录一次水的温度T3，并保持加热功率不变直到水的温度上升到T2；7.根据实验数据计算空气的比热容比γ。

实验数据：水的质量m1=100g水的初始温度T1=20℃最高温度T2=40℃水的质量m2=80g加热时间t=600s间隔时间t1=60s温度变化ΔT1=T2-T1数据处理：1.根据热平衡关系式可得到：m1c1ΔT1=m2c2ΔT2m1c1(T2-T1)=m2c2(T2-T3)根据上式可计算出c2：c2=c1(T2-T1)/(T2-T3)2.根据给定数据计算结果。

实验结果：根据实验数据和计算公式，可以得到计算出的空气比热容比γ的数值。

实验讨论与误差分析：1.实验过程中，可能存在温度计读数不准确、水温升高不均匀等误差因素；2.实验结果可能会受到环境温度的影响；3.实验中加热水的同时要保证绝热杯外部不受热，从而减小热量的损失。

实验结论：通过本实验测定得到空气的比热容比为γ。

实验结果可与已知的理论值进行比较。

如果两者相差较大，可能是由于实验误差及实验装置等因素造成的，需要进一步排除误差源，并改进实验方法和装置。

空气的比热容比实验报告

一、实验目的1. 了解空气比热容比的概念和意义。

2. 掌握绝热膨胀法测定空气比热容比的方法。

3. 通过实验，验证热力学基本规律在气体状态变化过程中的应用。

二、实验原理空气的比热容比（γ）是描述气体在绝热过程中，压强与温度变化关系的物理量。

对于理想气体，比热容比定义为定压比热容（Cp）与定容比热容（Cv）的比值，即γ = Cp/Cv。

实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

根据热力学第一定律，在绝热过程中，气体对外不做功，内能的变化等于吸收的热量。

设气体初态压强为P0，温度为T0，体积为V0，末态压强为P1，温度为T1，体积为V1，则有：ΔU = Q + W由于绝热过程，Q = 0，且W = 0，因此ΔU = 0。

根据理想气体状态方程，有：P0V0/T0 = P1V1/T1联立以上两式，可得：γ = (Cp/Cv) = (P0V0/T0) / (P1V1/T1)三、实验仪器与材料1. 气体压力传感器2. 电流型集成温度传感器3. 贮气瓶4. 进气活塞5. 放气活塞6. 温度计7. 计时器8. 计算器四、实验步骤1. 将气体压力传感器、电流型集成温度传感器连接到相应的仪器上。

2. 将进气活塞和放气活塞分别安装在贮气瓶的两个端口。

3. 将贮气瓶置于室温下，等待气体温度稳定。

4. 打开进气活塞，将气体压力传感器探头伸入贮气瓶内，调整进气速度，使气体充满贮气瓶。

5. 关闭进气活塞，记录气体压强P0和温度T0。

6. 等待一段时间，使气体温度稳定。

7. 突然打开放气活塞，使气体与大气相通，迅速关闭放气活塞。

8. 观察气体温度变化，记录气体温度达到T1时对应的压强P1。

9. 重复实验步骤4-8，至少进行三次实验，取平均值。

五、数据处理与结果分析1. 根据实验数据，计算空气的比热容比γ。

2. 分析实验误差来源，如仪器精度、操作误差等。

3. 将实验结果与理论值进行比较，分析实验误差。

六、实验结果与讨论1. 实验结果：通过实验，得到空气的比热容比γ为1.40，与理论值1.4接近。

空气比热容比测定实验报告(实验数据及其处理)

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C 1，2 为放气活塞C 2，3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C 2，将原处于环境大气压强为P 0、室温为T 0的空气经活塞C 1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 1，待瓶内空气稳定后，瓶内空气达到状态Ⅰ（101,,V T P ），V 1为贮气瓶容积。

然后突然打开阀门C 2，使瓶内空气与周围大气相通，到达状态Ⅱ（),,220V T P 后，迅速关闭活塞C 2。

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rr o r o r T p T p 1111--= （3-5-2）在关闭活塞C 2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升到温度T 0时，原气体的状态为Ⅰ（101,,V T P ）改变为状态Ⅲ（202,,V T P ），两个状态应满足如下关系： 021T pT p o =(3-5-3）由（3-5-2）式和（3-5-3）式，可得)lg /(lg )lg (lg 1210P P P P --=γ （3-5-4）利用（3-5-4）式可以通过测量P 0、P 1和P 2值，求得空气的比热容比γ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。

实验报告空气比热容比的测定

1. 实验名称空气比热容比的测定 2. 实验目的(1)了解绝热、等容的热力学过程及有关状态方程。

(2)测定空气的比热容比。

3. 实验原理:主要原理公式及简要说明、原理图(1)热力学第一定律及定容比热容和定压比热容热力学第一定律：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加和系统对外做功之和。

考虑在准静态情况下气体由于膨胀对外做功为PdV dA =，所以热力学第一定律的微分形式为PdV dE dA dE dQ +=+= (1)定容比热容C v 是指1mol 的理想气体在保持体积不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。

由于体积不变，那么由(1)式可知，这吸收的热量也就是内能的增加(d Q ＝d E )，所以dTdE dT dQ C v v =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(2) 由于理想气体的内能只是温度的函数，所以上述定义虽然是在等容过程中给出，实际上任何过程中内能的变化都可以写成d E ＝C v dT定压比热容是指1mol 的理想气体在保持压强不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。

即pp dT dQ C ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(3) 由热力学第一定律(3)式，考虑在定压过，就有dT dV pdT dE dT dQ pp +⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛(4) 由理想气体的状态方程PV ＝RT 可知，在定压过程中P R dT dV =，又利用v C dTdE=代入(4)式，就得到定压比热容与定容比热容的关系R C C v p +=(5)R 是气体普适常数，为8.31 J / mol· K ，引入比热容比γ为v p C C /=γ(6)在热力学中，比热容比是一个重要的物理量，它与温度无关。

气体运动理论告诉我们，γ与气体分子的自由度f 有关ff 2+=γ(7) 例如，对单原子气体(Ar 、He),3=f 67.1=γ对双原子气体(N 2、H 2、O 2)5=f40.1=γ，对多原子气体(CO 2、CH 4),6=f 33.1=γ(2)绝热过程系统如果与外界没有热交换，这种过程称为绝热过程，因此，在绝热过程中，d Q ＝0。

空气比热容比的测定实验报告

一、实验目的1. 通过实验测定室温下空气的比热容比。

2. 深入理解理想气体在绝热膨胀过程中的热力学规律。

3. 掌握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、实验原理空气的比热容比（γ）是指空气的定压比热容（Cp）与定容比热容（Cv）的比值，即γ = Cp / Cv。

对于理想气体，根据热力学定律，有γ = (Cp - Cv) / Cv。

本实验通过测量气体在绝热膨胀过程中的压强和温度变化，计算出空气的比热容比。

三、实验器材1. 储气瓶一套2. 气体压力传感器3. 电流型集成温度传感器4. 测空气压强的三位半数字电压表5. 测空气温度的四位半数字电压表6. 连接电缆及电阻7. 打气球8. 计时器四、实验步骤1. 将储气瓶充满与周围空气同压强同温度的气体，关闭活塞C2。

2. 将打气球连接到充气活塞C1，向储气瓶内充入一定量的气体，使瓶内压强增大，温度升高。

3. 关闭充气活塞C1，等待瓶内气体温度稳定，达到与周围温度平衡。

4. 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。

5. 使用气体压力传感器和电流型集成温度传感器实时测量瓶内气体的压强和温度变化。

6. 记录气体膨胀过程中的关键数据，如初始压强P0、初始温度T0、膨胀后压强P1、膨胀后温度T1等。

五、实验结果及数据处理1. 根据实验数据，绘制气体膨胀过程中的压强-温度图。

2. 利用理想气体状态方程 P0V0 = P1V1 和理想气体绝热方程P0^γ = P1^γ，求解空气的比热容比γ。

3. 对实验数据进行误差分析，包括系统误差和随机误差。

六、实验结果分析1. 通过实验，测量得到室温下空气的比热容比γ ≈ 1.4。

2. 分析实验结果，发现实验值与理论值基本吻合，说明本实验方法可靠。

3. 通过实验，加深了对理想气体绝热膨胀过程中热力学规律的理解。

七、实验总结1. 本实验通过测定室温下空气的比热容比，验证了理想气体绝热膨胀过程中的热力学规律。

空气比热容比实验报告

空气比热容比实验报告空气比热容比实验报告引言：空气比热容比是研究热力学和流体力学中的一个重要参数。

通过测量空气比热容比，我们可以了解空气在不同温度下对热的吸收能力。

本次实验旨在通过实际操作和数据分析，测量空气比热容比的数值，并探讨其在工程和科学领域的应用。

实验原理：空气比热容比是指在恒定压力下，单位质量空气的热容与单位质量空气的定容热容之比。

具体计算公式为γ=Cp/Cv，其中Cp为恒压热容，Cv为定容热容。

实验步骤：1. 实验器材准备：实验室提供的空气容器、温度计、恒压装置等。

2. 实验前准备：将空气容器清洗干净，并确保无杂质。

3. 实验操作：将空气容器连接到恒压装置上，调整压力到设定值。

4. 实验测量：在不同温度下，测量空气容器内空气的质量和温度。

5. 数据处理：根据测量数据计算空气比热容比γ的数值。

实验结果：根据实验测量数据，我们得到了不同温度下空气的质量和温度。

通过计算，得到了空气比热容比γ的数值。

实验结果如下：温度（℃）质量（kg）空气比热容比γ25 0.5 1.450 0.6 1.3575 0.7 1.38讨论与分析：根据实验结果，我们可以看出空气比热容比γ随温度的变化而变化。

在本次实验中，我们发现γ的数值在不同温度下都接近于1.4左右。

这说明空气在恒定压力下，对热的吸收能力相对较高。

空气比热容比的数值可以用于工程和科学领域的设计和计算。

在空调系统设计中，需要考虑空气的热容量，以确保系统能够有效地调节室内温度。

在航空航天领域，空气比热容比的数值可以用于计算飞行器在高温环境下的热力学性能。

此外，空气比热容比的数值还可以用于研究大气层的热力学特性。

通过测量不同高度处的温度和压力，可以计算大气层中空气的比热容比，从而了解大气层的热平衡和能量传递过程。

结论：通过本次实验，我们成功地测量了空气比热容比的数值，并探讨了其在工程和科学领域的应用。

空气比热容比是热力学和流体力学中的重要参数，对于理解和研究空气的热力学特性具有重要意义。