用压力传感器和温度传感器测气体绝热系数.ppt

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1、用压力传感器和温度传感器测气体的绝热系数热学实验（四）山西师范大学物理与信息工程学院实验目的：1.用绝热膨胀法测定空气的绝热系数。2.观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。3.了解气体压力传感器和电流型集成温度传感器的特性及使用实验仪器：1.空气比热容比测量仪；2.电源电阻箱；3.粘合剂。实验原理：对理想气体的定压比热容Cp和定容比热容Cv之关系由下关系式表示：Cp-Cv=R.式中R为气体普适常数。γ=Cp/Cv称为气体的绝热系数(又称比热容比)。实验原理：测量γ值的仪器如右图示。先关闭活塞2，将环境大气从活塞1处送入贮气瓶内，

2、这时瓶内空气压强增大，温度升高。关闭活塞1，待稳定后瓶内空气达到状态I(P1,T1,V1)，V1为贮气瓶容积。然后突然打开阀门2，使瓶内空气与大气相通，到达状态II(P0,T0,V2)，后迅速关闭活塞2，由于放气过程很短，可认为是一个绝膨胀过程，瓶内气体压强减小，温度降低。绝热膨胀过程应满足方程：P1·V1=P0·V2实验原理：在关闭活塞2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升高温度时，原状态为I(P1,T1,V1)体系改变为状态III(P2,T2,V2)，应满足：P1·V1=P2·V2：从而：γ=(lgP1-lgP0)/(lgP1-

3、lgP2)利用上式，可以通过测量P0、P1和P2的值来求得空气的比热容比值。实验原理：实验线路连接如图所示：实验步骤：1.实验前的预备：1).按图接好仪器的电路；2).用气压计测定大气压强P0，用水银温度计测环境室温T0；3).开启电源，将电子仪器部分预热20分钟；4).然后用调零电位器调节零点，把三位半数字电压表示值调到0。实验步骤：2.把活塞2关闭，活塞1打开，用打气球把空气稳定地徐徐进入贮气瓶内，用压力传感器和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的压强P1′和温度T0′值（室温为T0）；3.突然打开活塞2，

4、当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强P0时(放气声消失)，迅速关闭活塞2。4.当贮气瓶内空气的温度上升至室温T0′时记下贮气瓶内气体的压强P2′。5.用公式（5）进行计算，求得空气比热容比值。注意事项：1.打开活塞2放气时，当听到放气声结束应迅速关闭活塞，提早或推迟关闭活塞2，都将影响实验要求，引入误差；2.实验要求环境温度基本不变，所以要尽量避免在敞开的环境下实验，以保证实验的准确度。数据记录与处理：设计数据记录表格；计算，得出绝热系数γ；多次测量取平均，分析误差。