1/5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：2/5一、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PC和定容比热容VC之比称为气体的比热容比，用符号表示（即pVCC），又称气体的绝热系数。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0p、室温为0T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(1p,1V,0T)，其中1V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0p，瓶内温度下降到1T（1T<0T）,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(1p,1V,0T)转变为状态(0p,2V,1T)。由于瓶内气体温度1T低于室温0T，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温0T为止，此时瓶内气体压强也随之增大为1p。稳定后的气体状态为(2p,2V,0T)，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：110101ppTT(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0210ppTT（2）由以上两式子可以得到11200ppPP（3）两边取对数，化简得γ=??????1-??????0??????1-??????2=??????1??0??????1??2（4）利用（4）式，通过测量0p、1p和2p的值就可求得空气的比热容比的值。四、实验内容：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0p，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1p和温度0T（室温为0T）（1p取值范围4/5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（??1=0p+50??1′）。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0p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0T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2p=0p+50??2′）。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：??0=768.35?????????=1.0241×105??????=??0+50×??′测量次数测量值/????计算值状态Ⅰ状态Ⅲ??/??????????1′??1′??2′??2′??1/????????2/??????1111.835.025.564.3108.000103.6851.30352111.042.226.073.5107.960103.7101.31413103.438.624.466.3107.580103.6301.31664103.839.124.766.9107.600103.6451.32015106.340.724.169.1107.725103.6151.30076109.135.625.270.4107.865103.6701.3083??=1.3107(理论??=1.402)标准差????=（??-????）2(??-1)=0.007646百分误差：0.5834%5/5六、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：
