实验57空气比热容比的测定
理想气体的定压比热容Cp和定容比热容Cv之间满足关系CpCvR其中R为气
体普适常数二者之比γCpCv称为气体的比热容比也称气体的绝热指数它在热力要的作用例如热机的效率及声波在气体中的传播特性都与空气的比热容比γ有关【实验目的】实验目的】1用绝热膨胀法测定空气的比热容比2观测热力学过程中的状态变化及基本物理规律3学习空气压力传感器及电流型集成温度传感器的原理和使用方法【实验器材】实验器材】贮气瓶含瓶阀门橡皮塞打气球扩散硅压力传感器及同轴电缆电流型集成
学过程特别是绝热过程中都是很重要的参量在热力学理论及工程技术的实际应用中起着重
温度传感器AD590及同轴电缆数字电压表三位半四位半各一只直流稳压电源6V电阻箱取值5k导线Forto
式气压计【实验原理】实验原理】实验测量空气比热容比γ的装置如图571所示关闭放气阀2打设处于环境压强P0及室温T0下的空气状态称为状态OP0T0开进气阀1用充气球6将原处于环境压强P0室温T0状态下的空气经进气阀1压入贮气瓶7中打气速度很快时此过程可近似为一个绝热压缩过程瓶内空气压强增大温度升高关闭进气阀1气体压强稳定后达到状态ⅠP1T1随后瓶内气体通过容器壁和外界进行热交换温度逐步下降至室温T0达到状态ⅡP2T0这是一个等容放热过程迅速打开放气阀使瓶内空气与外界大气相通当压强降至P0时立即关闭放气阀此过程进行非常快时可近似地为一个绝热膨胀过程瓶内空气压强减小温度降低当气体压强稳定后瓶内空气达到状态ⅢP0T2随后瓶内空气通过容器壁和外界进行热交换温度逐步回升至室温T0达到状态IVP3T0这是一个等容吸热过程整个过程可表示为OP0T0①绝热压缩→ⅠP1T1ⅠP1T1②等容放热→ⅡP2T0ⅡP2T0③绝热膨胀→ⅢP0T2ⅢP0T2④等容吸热→IVP3T0其中过程①②对测量γ没有直接影响这两个过程的目的是获取温度等于环境温度T0的压缩空气同时可以观察气体在绝热压缩过程及等容放热过程中的状态变化对测量结果有直接影响的是③④两个过程过程③是一个绝热膨胀过程满足理想气体绝热方程
97
fP2P0

γ1
T2T0

γ
571
过程④是一个等容吸热过程满足理想气体状态方程
P0T2P3T0
将公式572代入公式571消去
572
T2可得T0
P2P0
两边取对数得

γ1
P0P3

γ
γ1lg
整理得
P2Pγlg0P0P3
573r