空气比热容比测定实验报告(实验数据及其处理).docx

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007实验报告
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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
用绝热膨胀法测定空气的比热容。
观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
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, 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 R、室温
为T）的空气经活塞 C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,
待瓶内空气稳定后，瓶内空气达到状态1（ P1,T0,V1 ）, V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n（ 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
r 1
Po
r
r 1
(3-5-2 )
口 Tor
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
（P,T°,V1 ）改变为状态川（）,两个状态应满足如下关系：
Po P2
T1 T0
（3-5-3 ）
由（3-5-2 ）式和（3-5-3 ）式，可得
(3-5-4 )
（IgP。lgR）/（lgP2 lg R）
利用（3-5-4 ）式可以通过测量 R、P1和F2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
lOOOPa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）。实验时，贮气瓶内空气压强变化范围为 6000Pa。
图4-6-1实验装置中，温度传感器 3是新型半导体温度传感器，其测量灵敏度高，线
性好，测温范围为-50~150 C,接6V直流电源后组成一个稳流源。 它的测温灵敏度单位为 1
卩A/ C,若串接5KQ电阻后，可产生 5mv/C的信号电压，接 0~2V量程四位半数字电压表， C温度变化。气体压力传感器探头 4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 Po时，数字电压表显示
为0,当待测气体压强为 P°+10000Pa时，数字电压表显示为 200mv,仪器测量气体压强灵敏 度为 20mv/ 1000Pa。
四、 实验步骤
按图4-6-2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 R,用水银温度计测量环