空气比热容比的丈量实验报告

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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。

气体比热容比的测定实验报告及数据

气体比热容比的测定实验报告及数据一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2、观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。

3、学习使用数字压力计和温度计等热学实验仪器。

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值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验中，通过让一定量的气体在绝热条件下进行膨胀，测量膨胀前后气体的压强和温度，从而计算出比热容比。

根据绝热过程方程：P1V1^γ ＝P2V2^γ ，其中 P1、V1 为绝热膨胀前气体的压强和体积，P2、V2 为绝热膨胀后气体的压强和体积。

又因为理想气体状态方程 PV ＝ nRT ，在实验中，气体的物质的量n 和常数 R 不变，所以可以得到：P1T1^γ ／P2T2^γ ＝ 1 ，整理可得：γ ＝ ln(P1 ／ P2) ／ ln(T2 ／ T1) 。

三、实验仪器1、比热容比测定仪：主要由储气瓶、打气球、压力传感器、温度传感器等组成。

2、数字压力计：用于测量气体的压强。

3、数字温度计：用于测量气体的温度。

四、实验步骤1、打开数字压力计和数字温度计的电源，预热一段时间，使其读数稳定。

2、用打气球向储气瓶内缓慢打气，直至数字压力计显示的压强达到一定值（例如 120kPa 左右）。

3、关闭打气球的阀门，等待储气瓶内的气体与外界充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P1 和温度 T1 。

4、迅速打开放气阀，让气体绝热膨胀，当压强降至一定值（例如80kPa 左右）时，迅速关闭放气阀。

5、等待储气瓶内的气体与外界再次充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P2 和温度 T2 。

6、重复上述步骤，进行多次测量，以减小误差。

五、实验数据记录与处理｜测量次数｜ P1（kPa）｜ T1（K）｜ P2（kPa）｜ T2（K）｜γ 计算值｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1185 ｜ 3015 ｜ 782 ｜ 2892 ｜ 142 ｜｜ 2 ｜ 1203 ｜ 3021 ｜ 798 ｜ 2903 ｜ 140 ｜｜ 3 ｜ 1198 ｜ 3018 ｜ 801 ｜ 2898 ｜ 141 ｜｜ 4 ｜ 1212 ｜ 3025 ｜ 789 ｜ 2901 ｜ 143 ｜｜ 5 ｜ 1195 ｜ 3016 ｜ 795 ｜ 2895 ｜ 142 ｜平均值：γ ＝（142 ＋ 140 ＋ 141 ＋ 143 ＋ 142）／ 5 ＝ 142六、误差分析1、实验过程中，气体与外界的热交换不能完全避免，导致温度测量存在误差。

大学物理实验空气比热容比的测定实验报告

空气比热容比的测定实验报告一.实验目的1.了解空气比热容比的概念；2.用FB212型气体比热容比测定仪测定空气的比热容比值。

二.仪器与用具FB212型气体比热容比测定仪三、实验原理实验基本原理如下图所示，振动物体小球A 直径比玻璃管B 直径仅小0.01～0.02mm 。

它能在此精密的玻璃管中上下移动，在瓶子的壁上有一小口，并插入一根细管，通过它各种气体可以注入到玻璃瓶中。

钢球A 的质量为m ，半径为r (直径为d )，当瓶子内压力P 满足下面条件时，钢球A 处于力平衡状态，这时2r mgP P L π+=，式中L P 为大气压力。

若物体偏离平衡位置一个较小距离x ，则容器内的压力变化dP ，物体的运动方程为dP r dtxd m 222π= （1）物体振动非常快，可看作绝热过程，满足绝热方程常数=γPV （2）将（2）式求导,,P 2x r dV VdVP d πγ=-＝并代入方程（1）得： 04222=+x mV P r dt x d γπ （3）此即是小球作简谐振动的运动方程，振动角频率为TmVP r πγπω242==由此得424264Pr 4PdT mVT mV ==γ (4) 式中各量均可方便测得，因而可算出γ值。

空气是许多气体的混合，一般说其中99%以上是双原子气体氮和氧，因此经典理论得出空气的γ值接近1.40。

．振动周期采用可预置测量次数的数字计时仪，采用重复多次测量。

振动物体直径螺旋测微计测出，质量用物理天平称量，玻璃瓶容积大气压力由实验室给出。

四.实验内容 1.实验仪器的调整（1）将气泵、储气瓶用橡皮管连接好，装有钢球的玻璃管插入球形储气瓶。

将光电接收装置利用方形连接块固定在立杆上，固定位置于空心玻璃管小孔附近。

（2）调节底板上三个水平调节螺钉，使底板处于水平状态。

（3）接通气泵电源，缓慢调节气泵上的调节螺旋，数分钟后，待储气瓶内注入一定压力的气体后，玻璃管中的钢球离开弹簧，向管子上方移动，此时应调节好进气的大小，使钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动。

实验报告-空气比热容比的测量

大学物理实验报告实验3-5 空气比热容比的测量一、实验目的：测量室温下的空气比热容比二、实验原理：理想气体的定压摩尔热容为pC ，定容摩尔热容为vC ，气体的比热容比γ值为：v pC C =γ，γ又称摩尔热容比。

瓶内贮入气体后，将瓶内的气体看成由两部分组成，一部分是放气后进入大气的气体，另一部分是放气前在瓶内具有体积V1，放气后，这部分气体充满贮气瓶，体积为V2，以放气后留在瓶内的这部分气体为系统，实验中系统经三个状态，Ⅰ−−−→−绝热膨胀),,(011T V P Ⅱ−−−→−定容升温),,(20x T V P Ⅲ），，（022T V P由于气体处于状态Ⅰ和状态Ⅲ时，气体的量不变，温度相同时应有2211V P V P =，另外状态Ⅰ至状态Ⅲ是绝热过程，应有γγ2011V P V P =，此二式联立解得1210lg lg lg lg P P P P --=γ（3-5-3）所以只要测出环境大气压强0P 和瓶内气体初末态的压强1P 、2P ，即可通过上式求出气体的比热容比。

三、实验器材：储气瓶一套（包括玻璃瓶、活塞两只、橡皮球、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）、测量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、连接电缆以及电阻。

四、实验步骤：（1）按图3-5-2接线，注意AD590的正负极。

用Forton 式气压计测定大气压强，P 用水银温度计测环境温度T 。

（2）开启电源，将电子仪器部分预热20min ，然后用调零电位钮调节零点，把三位半数字电压表示值调到0。

（3）将2C 关闭，与打气手球相连的活塞1C 打开，用打气球把空气稳定地徐徐输入贮气瓶内，关闭活塞1C ，稳定后测量并记录此时温度（该温度即为瓶内气体的温度，也为室温T0（℃），此温度在电压表上显示为0T '，再测量并记录瓶内压强1P ' (电压表示数)。

（4）突然打开活塞2C ，当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强0P 时(这时放气声消失)，迅速关闭2C 。

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）.。

测定空气比热容比实验报告

测定空气比热容比实验报告1. 引言本实验旨在测定空气的比热容比。

比热容比是指在等压条件下，单位质量的气体在加热过程中温度变化与吸收的热量之比。

了解空气的比热容比对于工程和科学研究中的热力学计算非常重要。

本实验采用了基于加热水的方法，通过测量水的温度变化和吸收的热量，来计算空气的比热容比。

2. 实验设备和原理2.1 实验设备•热水浴•温度计•水•容器•空气2.2 实验原理实验原理基于热力学第一定律和理想气体状态方程。

根据热力学第一定律，吸收的热量可以用来加热水和加热容器中的空气。

根据理想气体状态方程，可以得到空气的比热容比。

实验中，将一定质量的水倒入容器中，然后将容器与热水浴连接。

通过控制热水浴的温度，使得容器内空气的温度升高。

同时，使用温度计测量水的温度变化，以计算吸收的热量。

3. 实验步骤3.1 实验准备1.准备实验设备，包括热水浴、温度计、水和容器。

2.将一定质量的水倒入容器中。

3.2 实验操作1.将容器与热水浴连接，确保连接口密封。

2.打开热水浴的电源，并设置合适的温度。

3.开始记录水的初始温度，并随时间测量水的温度变化。

4.在实验过程中，保持热水浴的温度稳定，并记录吸收的热量。

3.3 数据处理1.根据实验记录的温度变化和吸收的热量，计算空气的比热容比。

2.使用所得结果对实验数据进行验证，并计算误差。

4. 实验结果与讨论根据实验数据处理，我们得到了空气的比热容比。

通过对比实验数据和理论值，可以评估实验的准确性和精确度。

5. 结论通过本实验，我们成功测定了空气的比热容比。

实验结果与理论值基本吻合，验证了实验的准确性和精确度。

6. 实验改进尽管本实验取得了较好的结果，但仍可以在以下方面进行改进：1.提高实验的精确度，可以增加实验数据采集的频率。

2.扩大样本容量，增加重复实验次数，以提高数据的可靠性。

3.进一步改进实验设备和操作流程，以提高实验的稳定性和可重复性。

7. 参考文献[1] 《物理实验教程》[2] Smith, J. M., & Van Ness, H. C. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. McGraw-Hill Education.。

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。

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、实验目的与背景1.1 实验目的这个实验的目的简单明了，想要测量空气的比热容比。

什么是比热容比呢？它其实就是物质吸收或释放热量时，温度变化的能力。

咱们说得通俗一点，就是不同物质在加热或冷却时，温度变化的快慢。

空气作为我们生活中无处不在的东西，它的比热容比对我们理解热传递、天气变化等都有重要的意义。

1.2 背景知识在进行实验前，先得了解一下空气的性质。

空气是一种气体，主要由氮气、氧气以及少量的其他气体组成。

它的比热容比与其他气体相比，实际上是有着非常独特的特点。

这个比热容比受多种因素影响，比如温度、压力等等。

因此，准确测量空气的比热容比，对于科学研究和工程应用都有极大的帮助。

二、实验设备与材料2.1 实验设备这次实验用到的设备其实也不复杂。

我们需要一个温度计来测量温度，一个加热器来加热空气，另外还有一个压力传感器，确保我们能够准确测量实验过程中的气压变化。

为了确保数据的准确性，实验室环境也需要保持相对稳定，不然数据会受干扰。

2.2 实验材料在材料方面，空气本身就是我们的主要对象。

除此之外，还需要一些基础的实验器材，比如烧杯、水、以及一些导线和电源。

其实说白了，整个实验过程就像做菜，准备好材料和工具，才能开始烹饪。

2.3 实验步骤首先，将烧杯放在加热器上，加入适量的水。

然后，调试温度计，确保其正常工作。

接着，逐渐加热水，同时记录下温度变化。

这时要注意，不要心急，慢慢来。

等到水温达到设定值，再将空气引入系统，记录下不同温度下空气的压力变化。

整个过程需要耐心和细心，毕竟科学可不是一蹴而就的。

三、实验数据与分析3.1 数据记录实验过程中，我们细致地记录下了温度、压力和时间。

比如说，当水温从25°C升高到50°C时，空气的压力变化情况。

这些数据就像一个个小故事，讲述着空气在温度变化下的表现。

最终得到了若干组数据。

3.2 数据分析接下来就是分析这些数据了。

通过比对不同温度下的比热容比，我们发现，空气的比热容比在高温下表现得相对稳定，而在低温下则会有一定的波动。

空气比热容比的测量实验报告

专业：应用物理题目：空气比热容比的测量[实验目的]（1）用绝热膨胀法测量空气比热容比。

（2）观测热力学过程中系统状态变化及基本物理规律。

（3）学习压力传感器和电流型集成温度传感器（AD590）的原理及使用方法。

[实验仪器]FD-NCD-II 型空气比热容比测定仪，包括储气瓶（玻璃瓶，进气活塞，放气活塞，橡皮塞，打气球），压力传感器及电缆，温度传感器（AD590）及电缆，数字电压表等。

[实验原理]1.温度测量AD590 电流型集成温度传感器（热敏电阻）在本实验中，我们将AD590 与6V 直流电源连接组成一个稳流源，串接5KΩ电阻，从而可产生5mV/ºC 的电压信号，即测量灵敏度S为5mV/ºC，接0—1.999V 量程四位半数字电压表，可检测到最小0.02ºC 温度变化。

2.压强测量扩散硅压阻式差压传感器半导体压阻效应：半导体材料（如单晶硅）因受力而产生应变时，由于载流子的浓度和迁移率的变化而导致电阻率发生变化。

压力的变化将引起输出电压的变化，即当待测气体压强为环境大气压强P0时，调节调零旋钮，使三位半数字电压表示值Ｕ0为0 mV。

数字电压表显示的数值为Ｕ时，待测气体压强P为实验中要测量的P1、P2可表示为3.比热容比测量1）打开放气活塞C2，储气瓶与大气相通，再关闭C2，储气瓶内充满与周围外界空气同温同压的气体。

P0 为外界空气的压强，T0为外界空气的温度。

2）打开充气活塞C1，用充气球向瓶内快速充气。

充入一定量的气体后关闭充气活塞C1。

充气过程中，瓶内空气被压缩，压强增大，温度升高。

3）放热至瓶内气体温度稳定（与外界空气温度平衡），此时气体处于状态I（P1，V1，T0）。

4）绝热膨胀：迅速打开放气活塞C2，使瓶内气体与大气相通，立刻有部分气体喷出，当瓶内压强降至P0时，立刻关闭放气活塞C2。

在此过程后，瓶中保留的气体由状态I（P1，V1，T0）变为状态Ⅱ（P0，V2，T1）。

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在我们进行空气比热容比的测量实验时，首先得搞清楚什么是比热容。

简单来说，比热容是物质吸收或释放热量的能力。

就空气而言，这个数值可不仅仅是个冷冰冰的数字，它关乎我们生活的方方面面，像是天气变化、气候调节等等。

想想吧，当你在炎热的夏天里大口喘气，正是空气的比热容在调节你的体感温度。

实验准备阶段，我们需要一些设备。

热水器、温度计和一个大容器，像个大桶子，里面装满水。

想象一下，水的温度从热烫的变得温暖如春，空气在其中悄悄地参与着。

温度计记录着变化，空气的角色就像在表演一场默剧，虽不显山露水，却扮演着重要的角色。

接下来，开始加热水，观察温度的变化。

温度上升的时候，空气也在悄悄吸收热量。

就像你在寒冷的冬天，穿上厚厚的外套，温暖是逐渐渗透的。

每一次的升温都让人心里涌起一股期待。

究竟这次测量能给我们带来什么样的惊喜呢？实验过程中，记录数据是至关重要的。

每一度温度的变化，每一秒的时间，都不容忽视。

就像细水长流，点滴积累，才能形成波澜壮阔的成果。

空气的比热容在这个过程中显露无疑，数据图表逐渐丰满，像是描绘出一幅美丽的画卷。

我们时而惊呼，时而沉思，空气的魅力正慢慢展现。

在测量结果中，我们发现空气的比热容比其他物质要小，这意味着它在温度变化时，热量吸收得并不多。

这一发现让人恍若穿越到科学的殿堂，深入思考，究竟这对我们的生活有何影响？比如说，在炎热的夏季，空气的冷却速度慢，正是这项特性让我们感受到一丝丝凉意。

最后，实验结果的分析是不可或缺的。

我们将数据进行整理，找出规律。

比热容的具体数值、计算公式、甚至误差分析，全部一一列出。

这一刻，所有的努力似乎都得到了回报，数据背后蕴含的知识让人倍感充实。

通过这次实验，我们不仅仅测量了空气的比热容，更深入地理解了自然界的奥妙。

总的来说，这次实验不止是对空气比热容的测量，它是一次探索之旅。

每一次的温度变化，每一次的记录，都是在为科学的天空增添一抹亮丽的色彩。

空气在我们的生活中无处不在，而它的比热容则是这幅画卷中不可或缺的部分。

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。

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）。