空气比热容比的测量.ppt

空气比热容比的测量
现在学习的是第1页，共16页
一、实验原理
1、定义：
在等压过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k时，所吸收（放出）的热量称为定压比热容，以Cp表示；在等容过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k空气比热容比的测量
现在学习的是第1页，共16页
一、实验原理
1、定义：
在等压过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k时，所吸收（放出）的热量称为定压比热容，以Cp表示；在等容过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k时所吸收（放出）的热量称为定容比热容，以Cv表示。
我们称之为比热容比。当将空气视为理想气体时
现在学习的是第2页，共16页
一、实验原理（续一）
2、实验室测量方法：
绝热膨胀法、振动法、声速法
现在学习的是第3页，共16页
一、实验原理（续二）
3、本实验的装置：
实验基本装置如图所示:。它能在此精密的玻璃管中上下移动。在贮气瓶的壁上有一小口，并插入一根细管，各种气体通过它可以注入贮气瓶中。
在气体注入口处有连接管道与缓冲瓶相连，待测气体通过缓冲瓶均匀注入贮气瓶中。
小孔
钢球
玻璃管
气体注入口
贮气瓶
现在学习的是第4页，共16页
一、实验原理（续三）
4、测量原理：
钢球的质量为m,半径为r,当贮气瓶内压强满足下面条件时钢球处于力平衡状态。
小孔
钢球
玻璃管
气体注入口
式中, 为大气压强。
贮气瓶
现在学习的是第5页，共16页
一、实验原理（续四）
若物体偏离平衡位置一个较小距离 x ,则贮气瓶内的压力变化，物体的运动方程为:
（1）
玻璃管
小孔
钢球
气体注入口
贮气瓶
由于振动过程相当快，所以可以看作绝热过程。
现在学习的是第6页，共16页
一、实验原理（续五）
（2）
（3）
(4)
将式（2）与式（3）代入式（1）
中得：
常数，由此得出：
现在学习的是第7页，共16页
上式中各量均可方便测得,

由气压计读出,贮气瓶容积出厂时已给定，因而可算出 的值。
一、实验原理（续六）
方程（4）为熟悉的简谐振动方程，其解为：
现在学习的是第8页，共16页
二、实验仪器（贮气瓶）
现在学习的是第9页，共16页
二、实验仪器（续一） （气泵和缓冲瓶）
现在学习的是第10页，共16页
二、实验仪器（续二）（光电计时仪）
现在学习的是第11页，共16页
二、实验仪器（续三）（大气压计）
现在学习的是第12页，共16页
二、实验仪器（续四）（全部仪器）
现在学习的是第13页，共16页
三、实验内容
1、接上220V电源，调节气泵上气量调节旋钮，控制气量大小，稍等半分钟，小钢球即可上下振动。
2、调节缓冲瓶口橡皮塞上调节阀和气泵上气量调节旋钮，使小钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动。
3、打开计时装置，选择50次，按下复位按钮后，即可自动记录小球振动50个周期所需要的时间。
4、用螺旋测微计测小钢球的直径d六次，注意记录零点误差。
5、用天平测量小钢球的质量。
6、从气压计上读出大气压的大小，注意单位为kpa。
现在学习的是第14页，共16页
四、注意事项
1、实验仪器主要装置由玻璃制成，操作时动作要轻。
2、，其表面不能损伤，所以测量小球质量和直径时，用前面讲桌上提供的小球，而不用拿出自己所用的玻璃管内的小球。
3、光电门放置要正确，如果小球上下振动不挡光，光电计时仪将不计时。
现在学习的是第15页，共16页
五、思考题
1、如果压强增大，气体比热容比将发生什么变化？
答：压强增大时，气体的比热容比大小不变，因为它只和气体分子的自由度有关，和所在的环境无关。
2、如果待测气体中有水蒸汽，实验结果有何变化？
答：气体中有水蒸汽时，压强增大，而所测的T值变小，还代入原来较小的压强时，会导致实验结果偏大。
3、如果振动物体的周期较长，公式（9）还适应吗？为什么？
现在学习的是第16页，共16页