物理实验空气比热容比的测定,大学物理实验气体比热容实验数据

【实验目的】

(1)用绝热膨胀方法测定空气的比热容比。

(2)观察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。

【实验原理】

关于比热容

所谓比热容就是在一定条件下每升高(或降低)单位温度时吸收(或放出)的热量。

绝热过程

如果物质在状态变化的过程中没有与外界交换热量，成为绝热过程。通常把一些进行的较快(仍可以是准静态的)而来不及与外界交换热量的过程，近似看作绝热过程。

【注意事项】

(1)实验在打开放气活塞放气时，当听到放气声结束应迅速关闭活塞，提早或推迟关闭活塞，都将影响实验要求，引入误差。由于数字电压表尚有滞后显示。如用计算机实时测量，发现此放气时间约零点几秒，与放气声产生消失很一致，所以关闭放气活塞用听声更可靠些。

(2)实验要求环境温度基本不变，如发生环境温度不断下降情况。可远离实验仪适当加温，以保证实验正常进行。

(3)压力传感器头与刚量仪器(主机)配套使用，上有号码相时应，各台仪器之间不可互相换用。

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如何测出空气的比热容？

空气的比热容没有确定值，即便是在温度确定时，通常使用定压比热容或定容比热容来反映空气比热容的大小；

这两者都与温度有关（温差不太大时可认为基本相等）。一定质量的物质，在温度升高时，所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比，称做这种物质的比热容（比热），用符号c表示。

其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文[J /(kg·K) ]或焦耳每千克每摄氏度[J /(kg·℃)]。J是指焦耳，K是指热力学温标，即令1千克的物质的温度上升（或下降）1开尔文所需的能量。

扩展资料：

大学物理实验中的空气比热容比实验采用的大多是FD-NCD 型测定仪，这种装置是人工打气、放气和关闭气阀来实现空气的绝热膨胀等过程，从而测得空气比热容比γ。

空气比热容实验原理：如果物质在状态变化的过程中没有与外界交换热量，成为绝热过程。通常把一些进行的较快(仍可以是准静态的)而来不及与外界交换热量的过程，近似看作绝热过程。

实验注意事项：在打开放气活塞放气时，当听到放气声结束应迅速关闭活塞，提早或推迟关闭活塞，都将影响实验要求，引入误差。由于数字电压表尚有滞后显示。

如用计算机实时测量，发现此放气时间约零点几秒，与放气声产生消失很一致，所以关闭放气活塞用听声更可靠些。

参考资料来源：百度百科-空气比热容

空气比热容比的测定的误差来源

1、气体受热易膨胀，体积变大，而气体体积变化对比热影响较大。

2、气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念，但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。

根据分子运动理论,γ的理论值为(n+2)/n，n为气体分子微观运动自由度的数目。当原子气体分子只有三个平移运动自由度,即n=3，故γ=5/3。

氩、氦等单原子气体的γ实验值(1.66)与此非常接近。在不太高的温度下，双原子气体分子除有三个平动自由度外，还有两个转动自由度，即运动自由度n=5，所以γ=7/5。

扩展资料：

在空气动力学中，空气的γ值常取为1.40，喷气发动机中的燃后气体的γ值常取为1.33，火箭发动机中的燃后气体的γ值则常取为1.25。

用节流孔板测量气体流量时，流体流过节流孔板时发生的状态变化，可近似地认为是一绝热过程。为了在测量中能求出气体膨胀系数，就需要知道表征被测气体为绝热过程的绝热指数。

若该气体可认为是理想气体，则其绝热指数K就是定压比热容与定容比热容之比，即K=Cp/Cv。

对于实际气体来说，绝热指数与气体的种类、所受压力、温度有关。一般地说，单原子气体的绝热指数K为1.66，双原子气体的绝热指数K为1.41。

参考资料来源：百度百科--比热容比

参考资料来源：百度百科--比热容