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测定空气比热容比实验报告 实验目的： 学习测定空气比定压热容与比定容热容之比的一种方法 观察热力学过程中状态变化及基本物理规律 学习用传感器精确测定气体压强和温度的愿意与方法 实验原理： 以比大气压pa稍高的压力p1，向玻璃容器压入适量空气，并以与外部环境温度Te相等之时单位质量的气体体积（称为比体积或比容）作为V1，用下图中的Ⅰ（p1, V1, Te）来表示这一状态。而后，急速打开放气活塞“B”，亦使其绝热膨胀，使其压强降至大气压pa，并以状态Ⅱ（pa, V2, 因状态Ⅰ→Ⅱ的变化是绝热的，故满足泊松公式： p 而状态Ⅲ与Ⅰ是等温的，所以，波义耳定律成立，即 p 由式（1）和式（2）消去V1，V γ 可见，只要测得压强p1，p2，p 如以p1和p2分别表示p1与pa p p 将上两式代入式（3），并考虑到pa l 及 ln 所以 γ 可见，只要测得p1及p2 仪器用品： 关于实验仪器的说明： FD-NCD-Ⅱ空气比热容比测定仪，由机箱（含数字电压表两只）、储气瓶、传感器两只等组成。 实验装置如上图所示。橡胶塞F将容积大约为1×10-2 m3的磨口储气瓶V密封，其上连接着玻璃进气活塞A，放气活塞 实验步骤： 打开实验装置，测定环境气压pa及环境温度T 注意实验时活塞A，活塞B使用时要按照一个方向旋转，而且要双手旋转两个活塞，这是为了避免在旋转活塞时使活塞脱出。熟悉实验装置，寻求状态Ⅰ到Ⅱ的过程进行的时间（即放气时间），并注意观察物理现象。 顺序完成Ⅰ→Ⅱ的状态变化过程。平稳地向储气瓶内压入适量气体后，关闭进气活塞A，待系统与外界达到热平衡后，记录气压表和温度表的示值；之后，迅速打开放气活塞B，待喷气声音停止时立刻关闭；待气压表示数稳定后，再记录气压表和温度表的示数。 在气压表p1大致相同的条件下重复实验8~10次，分别代入式（4），求出 注意事项 注意系统密闭性，检查是否漏气 旋转活塞时不可动作过猛，以防活塞折断 压入气体时要平稳，不要使表(1)超程 严格掌握放气活塞从打开到关闭的时间，否则会给实验结果带来较大的不确定度 注意掌握实验进程，防止因实验周期过长、环境温度较大变化对实验造成的影响 实验完毕将仪器整理复原，并注意将放弃活塞B打开，使容器与大气相同 若采用外接法，外接电池可采用四节甲电池串联作为6V直流电源 由于数字电压表有滞后显示，若用计算机实时测量可发现打开放气活塞B放气时间仅约为零点几秒，并与放气声音的产生与消失很一致，所以关闭活塞B用听声音的方法更可靠一些 数据处理 原始数据如图： 由于计算的γ是无单位常量，故其中p1,T1 实验开始时，测得pa的相对数值为0.0mV， 次数 p T p T p1 γ 1 115.4 1453.6 28.1 1453.6 87.3 1.322 2 115.8 1454.2 27.8 1453.8 88.0 1.316 3 112.0 1454.6 26.4 1454.1 85.6 1.308 4 106.9 1454.8 25.9 1454.6 81.0 1.320 5 121.4 1455.1 29.9 1454.7 91.5 1.327 6 113.3 1455.2 27.4 1454.7 85.9 1.319 7 107.8 1455.3 27.7 1454.9 80.1 1.346 8 104.3 1455.5 25.1 1455.0 79.2 1.317 9 107.4 1455.8 25.7 1455.2 81.7 1.315 10 115.2 1456.0 28.3 1455.6 86.9 1.326 则可计算出： γ (计算γ及其平均值时多保留了一位有效数字) 查得γ的理论值为1.402，相对误差为： δ 考查题4思考题3 如果从停止打气到读取p1，以及从停止放气到读取 答： 如果停止打气到读取p1时间短，那么 如果停止放气到读取p2时间短，那么 如果时间都很长、且其他实验条件是完备的(例如装置不漏气)，那么在一定时间限度内对测量结果没有影响，此时是理想的实验状态。但是，如果时间过长、超出一定限度，由于实验室室温会有较大的变化，对于实验会造成不确定的影响。 现已假定V1、V2分别代表绝热膨胀前、后空气的比容，在此假定下，本实验所考察的热力学系统是什么？若重新假定绝热膨胀后仍留在“V”中的那部分空气作为我们所考察的热力学系统，对实验有影响吗？在后一种假定下，V2及V1 答： 若假定V1、V 没有影响。此时V1代表打气前、瓶中原空气在被打气后(压强升高)而占有的体积，它和被打入气体的体积?V的关系是：V1