空气比热容比的测量
空气比热容比的测量
气体的比定压热容和比定容热容之比称为气体的绝热指数，它是一个重要的热力学常数，在热力学方程中经常用到。本实验用新型扩散硅压力传感器测空气的压强，用电流型集成温度传感器测空气的温度变化，从而得到空气的绝热指数;要求观察热力学现象，掌握测量空气绝热指数的一种方法，并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。
,实验原理,
设有一个带有两个活塞的容器，如图1所示:其中活塞C接充气球，活塞C与环境大12
PT气相通(大气压强为，室温为)。若打开活塞C(活塞C关闭)，用充气球将空气缓缓压1200
T，且压强入容器中，此时容器内气体压强增大，温度稍有升高，待气体温度下降至室温0
PV稳定时，其压强为，体积为.然后，关闭活塞C，并突然将活塞C打开，气体迅速喷出，1211
PV待容器内空气回复到环境压强时，将活塞C急速关闭.这时，原容器内空气的体积变 202
T(包括放出一部分气体)，温度降为.容器内空气压强变化和温度变化都极快，以至于空气1
与容器壁之间来不及传递热量，此过程可看做绝热过程，因此满足
图1实验过程图
,, (1) pV,PV1102
式中，γ为气体绝热指数.活塞C关闭后，容器内空气温度回升.当回升到放气前初态2
TP温度时，其压强为，因此，放气前图1(a)至放气后气体温度回升到室温图1(c)这一过02
程可视为等温过程，由理想气体状态方程得
pV,PV (2) 1122
由
公式
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(1)和公式(2)解得
lgp,lgp10,, (3) lgp,lgp12
,实验仪器,
本实验采用的空气绝热指数测定仪如图2所示，它由扩散硅压力传感器P、集成温度传感器T(AD590)、数字电压
表
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(二只)、电池E(甲号四节)、电阻箱R、大玻璃容器、打气球及导线
等组成。
扩散硅压力传感器连同内部电源及数字电压表用于测量容器内的气体压强，该测量装置的灵
敏度为20mV/kPa，它显示的是容器内的气体压强大于容器外环境大气压的压强差值，集成
温度传感器为线性测量元件，它的灵敏度为1.00μ
A/?，环境大气压强可以用福廷式气压计或指针式气
压计测量.
,实验内容,
1.按图7-2接好仪器的电路，集成温度传感器的
正负极请勿接错.R取5kΩ.用福廷式气压计测定大气
P，用水银温度计测环境室温θ.开启电源，让压强00
电子仪器部分预热20min，然后用调零电位器调节零
点，把用于测量空气压强的三位半数字电压表指示值
调到0(活塞C已开启.) 图2空气绝热指数测定仪 2
2.把活塞C关闭，活塞C打开，用充气球把空气稳定地徐徐压入贮气瓶内，然后关闭21
活塞C用压力传感器和AD590温度传感器测量空气的压强和温度，
记录
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瓶内压强均匀稳定1
PT时，压强和温度值. 10
P3.突然打开活塞C,当贮气瓶内空气压强降低至环境大气压强时(这时放气声消失)，20
T迅速关闭活塞C,这时瓶内气体温度降至. 21
T4.当贮气瓶内空气的温度上升至温度时，记下贮气瓶内气体压强p. 20
PPP5.把测得的瓶内压强值、和 (以mV为单位)换算成kPa或Pa，并代入公式(3)，120
求得空气的绝热指数γ，重复四次求平均值.
,思考
题
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,
1.本实验中测量温度为什么要用集成温度传感器?它有什么优点?可否用水银温度计来
代替?
2.本实验必做部分3中，为何放气声消失时，必须迅速关闭活塞C?如果关闭较晚，会2有什么结果?
浙公网安备 33021202002483