大学物理实验报告
空气比热容比测定
一．实验名称
空气比热容比测定
二．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。
三．实验原理
对理想气体的定压比热容Cp和定容比热容Cv之关系由下式表示：
CpCvR
（1）
（1）
式中，R为气体普适常数。气体的比热容比r值为：
rCpCv
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。
f测量r值的仪器如图〈一〉所示。实验时先关闭活塞C2，将原处于环境大气压强P0、室温θ0的空气从活塞C1，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C1，待稳定后瓶内空气达到状态I（P0，θ0，V1），V1为贮气瓶容积。
然后突然打开阀门C2，使瓶内空气与大气相通，到达状态II（P1，θ0，V后，迅速关闭活塞C2，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：
在关闭活塞C2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（P1，θ
0
，V1）体系改变为状态III（P2，θ0，V2），应满足：
由（3）式和（4）式可得到：
利用（5）式可以通过测量P0、P1和P2值，求得空气的比热容比r值。
四．实验装置
图〈一〉实验装置中1为进气活塞塞C1，2为放气活塞C2，3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5KΩ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002℃温度变化。为气体压力传感器探头，4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P0时，数字电压表显示为0；当待测气体压强为P01000KPa时，数字电压表显示为200mv；仪器测量气体压强灵敏度为20mvKPa，测量精度为5Pa。
f五．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Forto
式气压计测定大气压强P0，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C2关闭，活塞C1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r