實(shí)驗(yàn)18

空氣比熱容比的測(cè)定陜西師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?、用絕熱膨脹法測(cè)空氣的定壓比熱容與定容比熱容之比；２、觀察熱力學(xué)過(guò)程中狀態(tài)變化及基本規(guī)律。３、學(xué)習(xí)用硅壓力傳感器精確測(cè)定氣體的壓強(qiáng)，用電流型集成溫度傳感器測(cè)空氣的溫度。【實(shí)驗(yàn)儀器】FD-NCD空氣比熱容比測(cè)定儀，6V直流穩(wěn)壓電源，5kΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻及環(huán)境溫度計(jì)(大氣壓力計(jì))等。穩(wěn)壓電源福廷式氣壓計(jì)【實(shí)驗(yàn)原理】1、比熱容比（絕熱系數(shù)）：同種物質(zhì)可以有不同的比熱容：當(dāng)壓力恒定時(shí)可得物質(zhì)的定壓比熱容 ，體積一定時(shí)可得物質(zhì)的定容比熱容 。

及 是溫度的函數(shù)，但當(dāng)實(shí)際過(guò)程所涉及的溫度范圍不大時(shí)，二者可視為常數(shù)。理想氣體：R為氣體普適常數(shù)；μ為氣體的摩爾質(zhì)量。比熱容比：它在絕熱或近于絕熱的過(guò)程中有許多應(yīng)用。例如：氣體的突然膨脹或壓縮以及聲音在氣體中的傳播都與該比值有關(guān)。2、熱力學(xué)過(guò)程分析以比大氣壓 稍高的壓力

，向玻璃容器壓入適量空氣，并以與外部環(huán)境溫度相等之時(shí)單位質(zhì)量的氣體體積(稱為比體積或比容)作為 ，用圖中的Ⅰ

表示這一狀態(tài)。而后，急速打開(kāi)放氣活塞“B

”，亦即使其絕熱膨脹，降至大氣壓強(qiáng)

，并以狀態(tài)Ⅱ

表出。由于是絕熱膨脹，

；所以，若再迅速關(guān)閉活塞“B

”、并放置一段時(shí)間，系統(tǒng)則將從外界吸收熱量，且溫度重新升高至 ；因?yàn)槲鼰徇^(guò)程中體積不變，所以，壓力將隨之增加為 ，即系統(tǒng)又變至狀態(tài)Ⅲ（ ）。狀態(tài)I1

1

0(P

V

T

)狀態(tài)II(P0V2T1)狀態(tài)III2

2

0(P

V

T

)絕熱膨脹等容吸熱Ⅰ→Ⅱ：Ⅰ→III：本次實(shí)驗(yàn)測(cè)P0、P1、P2

求3、實(shí)驗(yàn)儀器連接線路圖１．打開(kāi)C2，接好儀器電路，AD590正負(fù)極切勿接錯(cuò)。開(kāi)啟電源，電子儀器部分預(yù)熱20分鐘，調(diào)三位半數(shù)字電壓表示值為0，記（0，T0）２．關(guān)閉C2，打開(kāi)小活塞C1，用打氣球徐徐地向貯氣瓶送氣，用壓力傳感器和AD590分別測(cè)壓強(qiáng)和溫度，記【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】突然打開(kāi)活塞C2，放氣聲消失時(shí)，貯氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)為P0，此 時(shí)迅速關(guān)閉C2貯氣瓶?jī)?nèi)溫度上升到室溫T0時(shí)，記重復(fù)上述3步3次利用福廷式氣壓計(jì)測(cè)量壓強(qiáng)，利用溫度計(jì)測(cè)量環(huán)境溫度計(jì)算空氣比熱容比注意：2000mv相當(dāng)于105Pa注意系統(tǒng)密封性，檢查是否漏氣；旋轉(zhuǎn)活塞時(shí)不可動(dòng)作過(guò)猛，以防活塞折斷；壓入氣體時(shí)要平穩(wěn)，不要使表（１）超程；嚴(yán)格掌握放氣活塞從打開(kāi)到關(guān)閉的時(shí)間，否則會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)較大的不確定度；注意掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，防止實(shí)驗(yàn)周期過(guò)長(zhǎng)、環(huán)境溫度發(fā)生較大變化對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響；實(shí)驗(yàn)完畢將儀器整理復(fù)原，并注意將放氣活塞“B”打開(kāi)，使容器與大氣相通。【注意事項(xiàng)】１如果從停止打氣到讀取 ，以及從停止放氣到讀取 的時(shí)間都很短,分別對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)什么影響？若都很長(zhǎng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響嗎？為什么？由狀態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ的放氣過(guò)程可視為絕熱過(guò)程的條件是什 么？在此過(guò)程中，活塞“B”從打開(kāi)到關(guān)閉的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或 過(guò)短，對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？試分析說(shuō)明并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)