实验6 空气比热容比的测定.doc

实验16空气比热容比的测定教学目标•用绝热膨胀法测定空气的比热容比;•观测热力学过程中状态变化,加深对绝热、定体、定压、等温等热力学过程的理解;•学****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。重点与难点•重点:用绝热膨胀法测定空气的比热容比的实验方法。•难点:控制绝热膨胀过程放气的时间。实验内容•测定大气压强P0和环境室温t0;•用绝热膨胀法测定空气的比热容比的共4次,根据测量内容绘制数据表。•计算空气比热容比值g及其平均值。•把平均值与理论值g()进行比较,计算相对百分误差。教学方法•采用讨论式、?气体的比热容比γ值为定压热容CP和定体热容CV之比值,即;气体的的比热容比γ也称为气体的绝热系数。 ?气体的比热容有定压热容CP和定体热容CV两种。定压热容CP是在保持压强不变情况下,1kg气体温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量。定体热容CV是在保持体积不变情况下,1kg气体温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量。 ?①如图1所示,先关闭活塞C2,将处于环境大气压强P0、室温t0的空气从活塞C1处快速送入贮气瓶B内,瓶内空气达到状态Ⅰ′(P1′,t1′,V1),因为快速打气时瓶内空气压缩很快,可以近似地看作是一个绝热压缩过程,这过程使瓶内空气压强增大,温度升高,故P1>P0、t1′>t0。②关闭活塞C1,瓶内空气稳定后,达到状态Ⅰ(P1,t0,V1),V1为贮气瓶容积,系统从状态Ⅰ′到状态Ⅰ的过程是一个等容放热过程,其温度从t1′降到t0,使压强从P1′降到P1,见图2所示。③突然打开活塞C2,使瓶内空气与大气相通,系统达到状态Ⅱ(P0、t1、V2)后,迅速关闭活塞C2,由于放气过程很短,从状态Ⅰ到状态Ⅱ可认为是一个绝热膨胀过程,P1<P0,t0<t1,这个绝热过程应满足方程为,即。④在关闭活塞C2之后,处于状态Ⅱ(P0、t1、V2)的气体温度将升高,当升到温度t0时,系统改变为状态Ⅲ(P2,t0,V2),从状态Ⅱ到状态Ⅲ的过程是一个等容吸热过程,其温度从t1升到t0,使压强从P0升到P2。⑤气体体系从状态Ⅰ(P1,t0,V1)改变为状态Ⅲ(P2,t0,V2)是一个等温膨胀过程,应满足即由此可求得空气的比热容比g值为:   ?扩散硅压力传感器与仪器放大器相接,再配三位半数字电压表显示待测气体压强。当待测气体压强为环境大气压P0时,数字电压表为0,所以使用前需要调零;当待测气体压强为P=P0+,数字电压表为P'=200mV,故待测气体压强为,×105Pa该仪器测量气体压强灵敏度为20mV/kPa,测量精度为5Pa。 ,我们所说的热力学系统是指哪一部分的气体?热力学系统所指的气体是状态Ⅰ(P1,t0,V1)的气体。 Ⅰ打开活塞C2放气,当听到放气声结束应迅速关闭活塞C2,提早或推迟关闭活塞C2,都将影响实验要求,引入误差。由于数字电压表有滞后显示,所以关闭活塞C2用听声比看电压表更可靠。 Ⅰ(P1,T0,V1)时,若发现