1、課程：*年級專業:*一、實驗目的007實驗報告學期 *學號.*指導老師:*姓名:!習慣一個人007實驗3-5空氣比熱容比的測定1. 用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容。2. 觀察熱力學過程中狀態變化及基本物理規律。3. 學習氣體壓力傳感器和電流型集成溫度傳感器的原理及使用方法。二、實驗原理測量儀器如圖46-1所示。1為進氣活塞& 2為放氣活塞G 3為電流型集成溫度傳 感器，4為氣體壓力傳感器探頭。實驗時先關閉活塞G,將原處于環境大氣壓強為R室溫 為 砒空氣經活塞 宓入貯氣瓶 射，這時瓶內空氣壓強增大，溫度升高。關閉活塞G 待瓶內空氣穩定后，瓶內空氣達到狀態I （片,幾,）, k為貯氣瓶容積。

2、大氣相通，到達狀態H （人,丁2，嶺）后，迅速 關閉活塞C由于放氣過程很短，可認為氣體經歷了一個絕熱膨脹過程，瓶內氣體壓強減 小，溫度降低。絕熱膨脹過程應滿足下述方程然后突然打開閥門G使瓶內空氣與周Ir-1r-1Pl = Po=1III(AX在關閉活塞G之后，貯氣瓶內氣體溫度將升高，當升到溫度 W,原氣體的狀態為IIII改變為狀態皿（巴,幾,£）,兩個狀態應滿足如下關系:由（353式和（35汩式，可得7 = 垃一 lgPJ/(lg 篤一 IgPJ(AM)利用（H 式可以通過測量丘辟 丑直 求得空氣的比熱容比了值。實驗原理圖1實驗圖2三、實驗儀器NJM型空氣比熱容比測量儀由如下幾個部分

3、組成：貯氣瓶（由玻璃瓶、進氣活塞、橡 皮塞組成）、兩只傳感器（擴散硅壓力傳感器和電流型集成溫度傳感器 Q590各一只）、測 空氣壓強的三位半數字電壓表、測空氣溫度的四位半數字電壓表。測空氣壓強的數字電壓 表用于測量超過環境氣壓的那部分壓強，測量范圍（TlOOOOPa,靈敏度為20nMKpa（表示 lOOOPa的壓強變化將產生2E的電壓變化，或者50斑伽 單位電壓變化對應50Pa的壓 強變化）。實驗時，貯氣瓶內空氣壓強變化范圍為6000Pa>圖46T實驗裝置中，溫度傳感器3是新型半導體溫度傳感器，其測量靈敏度高，線 性好，測溫范圍為-5（H50C,接6V直流電源后組成一個穩流源。它的測溫靈

4、敏度單位為1 K AC,若串接5K2電阻后，可產生的信號電壓，接（Hl瞳程四位半數字電壓表， 可檢測到最小0.02C溫度變化。氣體壓力傳感器探頭4由同軸電纜線輸出信號，與儀器內 的放大器及三位半數字電壓表相接。當待測氣體壓強為環境大氣壓刀時，數字電壓表顯示 為Q當待測氣體壓強為RH-lOOOOPa時，數字電壓表顯示為200nw,儀器測量氣體壓強靈敏 度為lOOOPa,hiU!IIIITi=1III實驗步驟1.按圖4-6-2接好儀器的電路，注意AD590的正負極不要接錯。用Forton式氣壓計 測定大氣壓強E用水銀溫度計測量環境溫度。開啟電源，將電子儀器部分預熱20分鐘， 然后用調零電位器調節零

5、點，把三位半數字電壓表示值調到a2將活塞G關閉，活塞G打開，用打氣球把空氣穩定地徐徐進入貯氣瓶卑），用壓力 傳感器和Q59O溫度傳感器測量空氣的壓強和溫度，記錄瓶內壓強均勻穩定時壓強7?和溫 度（室溫為2）（況取值范圍控制在13如門5冊之間。由于儀器只顯示大于大氣壓強的 部分，實際計算時式（AD 中的壓強£應加上周圍大氣壓強值）。3. 突然打開活塞G當貯氣瓶的空氣壓強降低至環境大氣壓強劇（這時放氣聲消失）, 迅速關閉活塞G.4. 當貯氣瓶內空氣的溫度上升至室溫Z時，記下貯氣瓶內氣體的壓強£（由于儀器只ininillWiiIII顯示大于大氣壓強的部分，實際計算時式（H 中的壓

6、強R應加上周圍大氣壓強值）。5.用公式（H 進行計算，求得空氣比熱容比值。五.實驗數據及其處理測量次數狀態1壓強 pl/fhv狀態1溫狀態2壓狀態2溫Ill狀態1氣體實際壓強狀態2氣體實際壓強io5 paio5 pa提前關閉推遲關閉142 7134 9140. 5145.2131. 81453 31453. 51453 51451 51455. 134 932 732 944. 230. 61453. 31453. 614561454 21453. 31. 0924L 08851. 09131. 09361. 08691. 0385L 03741. 03751. 0431L 03631.335

7、91.3314L317I1.45301.3120周圍大氣壓po=102 lhpa X10由："=A)+ P / 20/77vP2 = Po + P-120,77v得出各自壓強實際值，填入上表。根據"|g唇g兒分別求出：空氣比熱容: lg Pl- lg Pl/J102J)-/J109.24)1/ (103.85)-/ (109.24)-/J102.D-/J108.85)r = = 33142/ (103.74)-/ (108.85)*55提前關閉時：V臨曲爲皿。推遲關閉時:= 13120/102.08.69)L (103.63)-匚(108.69)f+r2+f3=1.3281標準差為:J(1.3281 1.3359)2 + (1.32811.3314)2 + (1.32X1 1.3171)2=O.OO3O32所以比熱容廠=“)±0.003032 =1. 3281± 0. 003032六思考題1 怎樣做才能在幾次重復測量中保證。的數值大致相同？這樣做有何好處？若從的數值很不相同，對實驗有無影響?答：關鍵是容器絕熱效果要好。另外每次的程序，完成時間，環境要相同，實驗數據大致相同，說明偶然誤差小，才有說服力。2打開活塞G放氣時