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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：
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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
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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(p1,V1,T0)，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 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(p2,V2,T0)，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： 1p11p0 T0T1 (1) 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 T1T0 （2） 由以上两式子可以得到 p1P01p 2 P0 （3） 两边取对数，化简得 （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。 四、 实验内容： . 学习参考 . .. . . .. 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（ =p0+50 ）。 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(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 p2=p0+50 ）。 6、记录完毕后，打开C2放气，当压强显示降低到“0”时关闭C2. 7、重复步骤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处理： 测量次数 . 学习参考 . 测量值 状态Ⅰ 状态Ⅲ 计算值 .. . . .. 1 2 3 4 5 6 111.8 111.0 103.4 103.8 106.3 109.1 35.0 42.2 38.6 39.1 40.7 35.6 25.5 26.0 24.4 24.7 24.1 25.2 64.3 73.5 66.3 66.9 69.1 70.4 108.000 103.685 1.3035 107.960 103.710 1.3141 107.580 103.630 1.3166 107.600 103.645 1.3201 107.725 103.615 1.3007 107.865 103.670 1.3083 (理论 ) （ ） 标准差 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的气体。 2、本实验为什么要用集成温度传感器？有何优点？可否用水银温度计来替 代？ 答：数据更准确，不能用水银温度计替代。 3、如果用抽气的方法测量是否可幸福？公式是否适用？ 答：不可行，不适用。 七、 原始数据： . 学习参考 . 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容