49物理实验报告

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1、实验报告姓名：班级：组别：成绩：合作者：指导教师：实验日期：实验题目：空气比热容比的测定实验目的：1.用绝热膨胀法测定空气的比热容比。2.观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。3.了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性。实验仪器：本实验所用仪器有空气比热容比测定仪、气压计、水银温度计。空气比热容比测定仪采用型号，它由扩散硅压力传感器、集成温度传感器、电源、容积为1000ml左右玻璃瓶、打气球及导线等组成。仪器名称型号J^LTn分度值三位半数字电压表气压计温度计实验原理：1.气休状态变化及/值得岀理想气体的压强P、体积V和温度T在准静态绝热过程111,遵守绝热过

2、程方程：卩*等于恒量，其中丫是气体的定压比热容G和定容比热容G之比，通常称厂二为该气体的比热容比（亦称绝热指数）。我们以贮气瓶内空气（近似为理想气体）作为研究的热学系统，先向瓶内充入适量空气，待瓶内空气处于均匀、平衡，此时系统状态记为I(A,K,%)。然后迅速放气，完成绝热过程，此时系统状态记为状态II岭为贮气瓶容积，％为保留在瓶中这部分气体在状态I(A,%)时的体积，几为室温。那么瓶内气休将与外界进行热交换，待瓶内空气处于均匀、平衡，此时系统状态记为III(£,%,几)。即完成等体吸热过程。IfII是绝热过程，由绝热过程方程得砒=W状态I和状态III的温度均为TO,由气体状

3、态方程得合并式(1)、式(2),消去VI、V2得7In片一In鬥ln(PjP2)由式(3)可以看出，只要测得*、人、/就可求得空气的绝热指数了。1.温度、压力传感器简介本实验所用的温度、压力传感器最终把待测信号转化为电信号，即电压值。对温度传感器换算公式为：I=Kt+IQK1口A/°Ct为待测温度，为流过冋路电流其值由公式=U/R而得。R=5kQo为常数，不同的AD590传感器，其值从273〜278nA略有差异。实验中U值(即温度值)并不参与运算，而是作为一个重要的参考量。对压力传感器换算公式为：P1二P0+U/2000P1为待测值，P0为环境气压，U值可曲电压表读出。电压U

4、的单位为mV,压强Pl、P0的单位为105Pao实验步骤：1.打开放气阀A,按教材中图2.11.4连接电路，集成温度传感器的正负极请勿接错，电源机箱后而的开关拨向内。用气压计测定大气压强人，用水银温度计测环境室温％。开启电源，让电子仪器部件预热20分钟，然后旋转调零电位器旋钮,把用于测量气体压强的三位半数字电压表指示值调到“0”，并记录此时四位半数字电压表指示值“心o1.关闭放气阀A,打开充气阀B,用充气球向瓶内打气，使三位半数字电压表示值升高到100mV〜150mVo然后关闭充气阀B,观察“丁、"的的变化，经丿力一段时间后，5、"的指示值不变时，记下（―，6）,此时瓶内气体

5、近似为状态T（人“）。注：—对应的温度值为T。3•迅速打开放气阀A,使瓶内气体与大气相通，由于瓶内气压高于大气压，瓶内△V体积的气体降突然喷出，发出“嗤”的声音。当瓶内空气压强降至环境犬气压强*时（放气声刚结束），立刻关闭放气阀A,这时瓶内气体温度降低，状态变为IIO1.当瓶内空气的温度上升至温度T时，月.压强稳定后，记下（仏，4）此时瓶内气体近似为状态III",%）。2.打开放气阀A,使贮气瓶与大气相通，以便于下一次测量。6•把测得的电压值"仁叽5（以mV为单位）填入数据表格，计算空气的绝热指数了值。数据记录与处理：环境气压P0=水银温度计得测室温T0二数字电压表指示%=次

6、数测量值/mV计算值状态T状态IIIP/105PaY5、%5%佗P2123了值计算：由公式P=人+知片話）+5/2°°°£=化+—/2°°°_1耐/児)ln(P"2)=丫2=H儿—/——3思考题：1・本实验研究的热力学系统，是指那部分气体?