第四周物理实验报告空气比热容比的测量
华南农业大学实验报告
专业班次 11农学班一 组别 [1**********]0
题目 空气比热容比的测量 姓名 梁志雄 日期
实验名称:空气比热容比的测量
实验的目的: 学习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及基本物理规律。
实验原理:气体的定压比热容
和定容比热容
之比称为气体的比热容比,用符号
表示。(即方程中。通过测量
),它被称气体的绝热系数,它是一个重要的参量,经常出现在热力学,可以加深对绝热、定容、定压、等温、等热力学过程的理解。
如图2所示,实验开始时,首先关闭活塞C2。打开活塞C1,由压气泡将原处于环境大气压强P。室温
的空气压入贮气瓶B内,这时瓶内压强增大,温度变至一定值时,关闭
,
为贮气瓶容积。
时迅速关闭活
活塞C1。待稳定后,瓶内空气达到状态
然后突然打开活塞C2,使瓶内空气与大气相通,到达状态度降低,绝热膨胀过程应该满足泊松定律:
塞C2,由于放气过程很短,故认为此过程是一个近似的绝热过程。瓶内气体压强减小,温
(1)
由气态方程可知
(2)
由以上两式子可以得到
(3)
时,到达状态
当关闭活塞C2之后,贮气瓶内气体温度将升高,当升高到
。从状态到状
由查理定律
气体的体积不变。
由 (2)和(4)两式得
(4) (5)
再由(3)和(4)两式得
(6)
那么利用 (5)式这一测量公式,通过测量的值。
,,的值可测量出空气的比热容
实验步骤:1.连结好仪器,将电子仪器部分预热10~20分钟用容盒式气压表测定大气压强通过调零电位器调节零点。
2.把活塞C2关闭,活塞C1打开。用压气泡把空气稳定地徐徐地压入气瓶B中,待瓶内气压达到一定值后,停止压气,并记录下稳定后的压强值速关闭活塞C2。
4.待贮气瓶内空气的压强稳定后,记录下P2。 5.用测量公式(6)进行计算,求得空气比热容比g
记录数据的表格:
5
周围大气压强po= 1.02×10 Pa 实验开始前的室温To=15℃
数据处理
,
。
3.突然打开活塞C2,当气瓶的空气压强降低至环境大气压强P0时(即放气声消失),迅
由表格中的数据可知,空气的比热容比的平均值是1.24 ,而标准偏差R=0.07 操作思考题
打开活塞C2放气时,若提前关闭或滞后关闭活塞,各会给实验结果带来什么影响? 由实验中比热容比的计算公式γ=[㏒(P1)-㏒(P0)]÷[㏒(P1)-㏒(P
2
2)]可知,当提前关闭活塞C2时,气缸内的压强P2就会增大,根据上面公式,求的空
气的比热容比会增大,同理,当推辞关闭活塞C2时,空气的比热容比会减少。
本实验的误差来源于那几个方面?最大的实验误差是哪个因素造成的?怎样减少误差? 实验的主要误差主要来源于温度和压力方面;而最大的实验误差则来源于压强方面,在实验的过程中,由于操纵活塞C2的时候所产生的误差,就导致了气缸中气体溢出外界的量的多少,从而对缸里的压强产生一个直接的影响,导致测出的空气比热容比产生误差,为了减少实验过程中所产生的误差,在做实验的时候,应注意检查气体是否产生泄露,在测量数据时,
尽量测量多组数值,取平均值。