空气比热容比的测量

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1、空气比热容比的测量北京工业大学原安娟大学物理实验---预习导航一、实验原理1、定义：在等压过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k时，所吸收（放出）的热量称为定压比热容，以Cp表示；在等容过程中，单位质量的气体温度升高（降低）1k时所吸收（放出）的热量称为定容比热容，以Cv表示。我们称之为比热容比。当将空气视为理想气体时一、实验原理（续一）2、实验室测量方法：绝热膨胀法、振动法、声速法一、实验原理（续二）3、本实验的装置：实验基本装置如图所示:振动物体小钢球的直径比玻璃管的内径仅小0.01mm。它能在此精密的玻璃管中上下移动。在贮气瓶的壁上有一小口，并插入

2、一根细管，各种气体通过它可以注入贮气瓶中。在气体注入口处有连接管道与缓冲瓶相连，待测气体通过缓冲瓶均匀注入贮气瓶中。小孔钢球玻璃管气体注入口贮气瓶一、实验原理（续三）4、测量原理：钢球的质量为m,半径为r,当贮气瓶内压强满足下面条件时钢球处于力平衡状态。小孔钢球玻璃管气体注入口式中,为大气压强。贮气瓶一、实验原理（续四）若物体偏离平衡位置一个较小距离x,则贮气瓶内的压力变化，物体的运动方程为:（1）玻璃管小孔钢球气体注入口贮气瓶由于振动过程相当快，所以可以看作绝热过程。一、实验原理（续五）（2）（3）(4)将式（2）与式（3）代入式（1）中得：常数，由此得出

3、：上式中各量均可方便测得,由气压计读出,贮气瓶容积出厂时已给定，因而可算出的值。一、实验原理（续六）方程（4）为熟悉的简谐振动方程，其解为：二、实验仪器（贮气瓶）二、实验仪器（续一）（气泵和缓冲瓶）二、实验仪器（续二）（光电计时仪）二、实验仪器（续三）（大气压计）二、实验仪器（续四）（全部仪器）三、实验内容1、接上220V电源，调节气泵上气量调节旋钮，控制气量大小，稍等半分钟，小钢球即可上下振动。2、调节缓冲瓶口橡皮塞上调节阀和气泵上气量调节旋钮，使小钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动。3、打开计时装置，选择50次，按下复位按钮后，即可自动记录小球振动50个

4、周期所需要的时间。4、用螺旋测微计测小钢球的直径d六次，注意记录零点误差。5、用天平测量小钢球的质量。6、从气压计上读出大气压的大小，注意单位为kpa。四、注意事项1、实验仪器主要装置由玻璃制成，操作时动作要轻。2、小钢球的直径比玻璃管内径小0.01mm，其表面不能损伤，所以测量小球质量和直径时，用前面讲桌上提供的小球，而不用拿出自己所用的玻璃管内的小球。3、光电门放置要正确，如果小球上下振动不挡光，光电计时仪将不计时。五、思考题1、如果压强增大，气体比热容比将发生什么变化？答：压强增大时，气体的比热容比大小不变，因为它只和气体分子的自由度有关，和所在的环境

5、无关。2、如果待测气体中有水蒸汽，实验结果有何变化？答：气体中有水蒸汽时，压强增大，而所测的T值变小，还代入原来较小的压强时，会导致实验结果偏大。3、如果振动物体的周期较长，公式（9）还适应吗？为什么？