大学物理模拟实验报告
大学物理仿真实验实验报告
一. 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. 学习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
二. 实验原理
对理想气体的定压比热容C p 和定容比热容C v 之关系由下式表示： Cp —C v =R （1） （1） 式中，R 为气体普适常数。气体的比热容比r 值为：
r= Cp /Cv (2)
气体的比热容比现称为气体的绝热系数，它是一个重要的物理量，r 值经常出现在热力学方程中。
测量r 值的仪器如图〈一〉所示。实验时先关闭活塞C 2，将原处于环境大气压强P 0、室温θ0的空气从活塞C 1，处把空气送入贮气瓶B 内，这时瓶内空气压强增大。温度升高。关闭活塞C 1，待稳定后瓶内空气达到状态I （P 0，θ0，V 1），V 1为贮气瓶容积。
然后突然打开阀门C 2，使瓶内空气与大气相通，到达状态II （P 1，θ0，V 1）后，迅速关闭活塞C 2，由于放气过程很短，可认为是一个绝热膨胀过程，瓶内气体压强减小，温度降低，绝热膨胀过程应满足方程：
（3）
在关闭活塞C 2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升到温度θ0时，原状态为I （P 1，
θ0，V 1）体系改变为状态 III （P 2，θ0，V 2），应满足：
（4）
由（3）式和（4）式可得到：
（5）
利用（5）式可以通过测量P 0、P 1和P 2值，求得空气的比热容比r 值。
空气比热容测定---实验内容
1.按图〈一〉接好仪器的电路，AD590的正负极请勿接错。用Forton 式气压计测定
大气压强P 0，用水银温度计测环境室温θ0。开启电源，将电子仪器部分预热20分钟，然后用调零电位器调节零点，把三位半数字电压表表示值调到0。
2.把活塞C 2关闭，活塞C 1打开，用打气球把空气稳定地徐徐进入贮气瓶B 内。用压
力传感器和AD590温度传感器测量空气的压强和温度，记录瓶内压强均匀稳定时，压强P1和温度θ0值（室温为θ0）。
3.突然打开活塞C 2，当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强P 0时（这时放气声消
失），迅速关闭活塞C 2。
4.当贮气瓶内空气的温度上升至室温θ0时，记下贮气瓶内气体的压强P 2。 5.用公式（5）进行计算，求得空气比热容比值。
图〈一〉实验装置中1为进气活塞塞C 1，2为放气活塞C 2，3为电流型集成温度传感器AD590，它是新型半导体温度传感器，温度测量灵敏度高，线性好，测温范围为-50℃至150℃。AD590接6V 直流电源后组成一个稳流源，见图〈二〉，它的测温灵敏度为1μA/℃，若串接5K Ω电阻后，可产生5mv/℃的信号电压，接0～2V 量程四位半数字电压表，可检测到最小0.02℃温度变化。4为气体压力传感器探头，由同轴电缆线输出信号，与仪器内的放大器及三位半数字电压表相接。当待测气体压强为环境大气压P 0时，数字电压表显示为0；当待测气体压强
为P 0+10.00KPa时，数字电压表显示为200mv ；仪器测量气体压强灵敏度为20mv/KPa，测量精度为5Pa 。
三. 实验器材
四. 实验过程截图
五. 实验数据及其处理
六. 试验结果及误差总结
试验结果：
误差总结：活塞2释放的时间没有控制好。