实验报告氛围比热容比的测定
测定空气比热容比实验报告
测定空气比热容比实验报告实验报告：测定空气比热容比一、实验目的1.学习和掌握比热容比的概念及其物理意义。
2.通过实验测定空气的比热容比。
3.提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理比热容比是指一种物质在等压比热容与等容比热容之比，即γ=cp/cv。
对于理想气体，其比热容比为γ=cp/cv=1+1/273K+1/373K。
本实验采用绝热压缩过程的方法测定空气的比热容比。
三、实验步骤1.准备实验器材：温度计、压力表、空气压缩机、秒表、恒温水槽、保温杯、绝热材料等。
2.将恒温水槽设定在不同温度值，测量恒温水槽的实际温度。
3.将保温杯置于恒温水槽中，使其保持稳定的温度。
4.使用空气压缩机将空气压缩到保温杯中，同时记录压缩时间和压力。
5.将保温杯中的空气通过绝热材料导入绝热材料下方的恒温水槽中，测量压缩空气的温度变化。
6.重复步骤4和5，改变恒温水槽的温度值，得到多组数据。
四、数据处理与分析1.根据实验数据，计算出空气的等压比热容cp和等容比热容cv。
2.利用空气的等压比热容cp和等容比热容cv，计算出空气的比热容比γ。
3.将空气的比热容比γ与理想气体的比热容比进行比较，分析误差来源和实验误差。
4.根据实验数据和误差分析，得出结论，并讨论实验中需要注意的问题。
五、结论通过本实验，我们学习和掌握了比热容比的概念和物理意义，通过测定空气的比热容比实验提高了实验操作技能和数据处理能力。
同时，通过误差分析和讨论，我们发现实验中存在一些误差来源，例如温度测量误差、压力测量误差、气体不完全绝热等。
为了提高实验精度，需要采取措施减小误差，例如使用高精度的温度计和压力传感器、确保绝热材料的密封性能等。
本实验所用的方法可以推广到其他气体，例如二氧化碳、氧气等。
通过对比不同气体的比热容比，可以研究它们的物理性质和反应特性。
同时，对于一些复杂的气体，其比热容会受到压力、温度等因素的影响，本实验方法可以用来研究这些影响的大小和规律。
(完整)气体比热容比测量
实验气体比热容比测量气体的比热容比又称气体的绝热指数，是一个重要的热力学常数，气体比热容比的测量是物理学的基本测量之一，它属于量热学的范围。
本实验根据热力学原理，分别用扩散硅压力传感器和电流型集成温度传感器测量空气的压强和温度，从而测量空气的绝热指数。
[实验目的]1. 用新型扩散硅压力传感器测空气的压强，用电流型集成温度传感器测空气的温度变化；从而测量空气的绝热指数;2、观测热力学现象掌握空气的绝热指数的一种测量方法;3．了解压力传感器和温度传感器精确测量气体压强和温度的原理和方法。
[实验仪器]压力传感器和温度传感器、储气瓶、数字电压表、稳压电源等。
[实验原理]一、压力传感器与温度传感器传感器是利用某种效应将一被测量变换成易于测量的量（通常为电学量）的器件。
其种类繁多，应用广泛。
按能量变换的功能可分为：物理传感器（包括温度传感器、压力传感器、光电传感器、磁传感器、压电传感器等）和化学传感器（包括气体传感器、湿度传感器、离子传感器）。
根据传感器的工作原理不同，一般又分为物性型传感器（利用一些材料的物理特性的变化来实现检测）和结构型传感器（利用弹性管、双金属片、电感、电容器等结构元件进行测量）两种。
1、扩散硅压力传感器半导体材料（如单晶硅）因受力而产生应变时，由于载流子的浓度和迁移率的变化而导致电阻率发生变化的现象称为压阻效应。
压力传感器就是利用半导体压阻效应制成的。
图1 扩散硅压力传感器在硅膜片表面扩散一个四端元件，由于硅是各向异性材料，十字形四端应变片应设置在剪切应力最大的位置和剪切压阻系数最大的方向上。
在四端应变片的一个方向上加电流源或电压源，当有剪切应力作用时，将会产生一个垂直电流方向的电场变化，引起该方向的电位分布发生变化，从而在该方向的两端可以得到由被测压力引起的输出电压（见图1）。
扩散硅压力传感器具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点。
2、电流型集成温度传感器温度传感器是利用金属、半导体材料（硅、砷化镓等）的热敏特性及ＰＮ结的正向压降随温度变化的特性而制成的。
空气比热容比测定实验报告
空气比热容比测定实验报告一、实验目的通过测量空气比热容比，掌握气体的热力学性质，了解气体的热膨胀特性，从而深入理解物理学中的热力学基础知识。
二、实验原理空气比热容比测定实验主要利用了两个方面的知识，一个是气体的状态方程，另一个是热力学第一定律。
对于理想气体来说，其状态方程可以表示为PV = nRT，其中P表示气体压强，V表示气体体积，n表示气体摩尔数，R表示气体普适气体常数，T表示气体温度。
对于气体在绝热条件下的变化，根据热力学第一定律可以得出：ΔU = Q - W，其中，ΔU表示气体内能的变化量，Q表示热量，W表示功。
在绝热条件下，Q = 0，所以ΔU = -W。
气体的内能是由分子的内部能量和分子运动所带来的动能组成的，比热容则是热量增加单位温度所需要的比率，所以等于内能和温度的比率，可以表示为Cp = ΔU/ΔT。
对于压缩气体来说，功是负值，所以ΔU也是负值。
得到如下公式：Cp - Cv = R，其中Cv表示气体的等密比热容。
三、实验内容1. 实验器材1) 绝热容器2) 气压计3) 温度计4) 手摇式风扇5) 水壶6) 水槽2. 实验步骤实验步骤如下：1) 在绝热容器中加入适量的干燥空气，并使用气压计记录其初始压强和初始温度。
2) 手摇风扇使其在绝热条件下进行气体的压缩。
3) 当气体温度上升一定温度时，暂停手摇风扇。
4) 记录停止手摇风扇后的气体压强和温度。
5) 将停止手摇风扇后的绝热容器放入水壶中的水中，并记录水的温度。
6) 将绝热容器中的气体放入水槽中，与水进行热交换直至稳定。
7) 测量气体最终的压强和温度。
四、实验结果通过实验，我们得到的数据如下表所示：| | 初始气压（Pa） | 初始温度（℃） | 停止风扇后气压（Pa） | 停止风扇后气温（℃） | 热交换后气压（Pa） | 热交换后气温（℃） | 水的温度（℃） || --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- ||1 | 98683 | 21.5 | 128340 | 40.0 | 100092 | 21.5 | 25.0||2 | 98703 | 21.5 | 130330 | 44.0 | 101325 | 21.5 | 25.0||3 | 98703 | 21.5 | 131320 | 46.0 | 101325 | 21.5 | 25.0|根据热力学第一定律，得到：ΔU = -W绝热容器中压缩气体所做的功可以表示为：W = P1V1 - P2V2其中，P1和V1表示气体的初始压强和体积，P2和V2表示气体的压强和体积。
第四周物理实验报告空气比热容比的测量
华南农业大学实验报告专业班次11农学班一组别201130010110 题目空气比热容比的测量姓名梁志雄日期实验名称：空气比热容比的测量实验的目的：学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比；观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。
实验原理：气体的定压比热容和定容比热容之比称为气体的比热容比，用符号表示。
（即），它被称气体的绝热系数，它是一个重要的参量，经常出现在热力学方程中。
通过测量，可以加深对绝热、定容、定压、等温、等热力学过程的理解。
如图2所示，实验开始时，首先关闭活塞C2。
打开活塞C1，由压气泡将原处于环境大气压强Ｐ。
室温的空气压入贮气瓶Ｂ内，这时瓶内压强增大，温度变至一定值时，关闭活塞C1。
待稳定后，瓶内空气达到状态，为贮气瓶容积。
然后突然打开活塞C2，使瓶内空气与大气相通，到达状态时迅速关闭活塞C2，由于放气过程很短，故认为此过程是一个近似的绝热过程。
瓶内气体压强减小，温度降低，绝热膨胀过程应该满足泊松定律：(1)由气态方程可知（2）由以上两式子可以得到（3）当关闭活塞C2之后，贮气瓶内气体温度将升高，当升高到时，到达状态。
从状态到状气体的体积不变。
由查理定律（4）由 (2)和(4)两式得（5）再由（3）和（4）两式得（6）那么利用（5）式这一测量公式，通过测量，，的值可测量出空气的比热容的值。
实验步骤：1．连结好仪器，将电子仪器部分预热10~20分钟用容盒式气压表测定大气压强，通过调零电位器调节零点。
2．把活塞C2关闭，活塞C1打开。
用压气泡把空气稳定地徐徐地压入气瓶B中，待瓶内气压达到一定值后，停止压气，并记录下稳定后的压强值。
3．突然打开活塞C2，当气瓶的空气压强降低至环境大气压强P0时（即放气声消失），迅速关闭活塞C2。
4．待贮气瓶内空气的压强稳定后，记录下P2。
5．用测量公式（6）进行计算，求得空气比热容比g记录数据的表格：周围大气压强p o= 1.02×105 Pa 实验开始前的室温T o=15℃数据处理由表格中的数据可知，空气的比热容比的平均值是1.24 ，而标准偏差R2 =0.07操作思考题打开活塞C2放气时，若提前关闭或滞后关闭活塞，各会给实验结果带来什么影响？由实验中比热容比的计算公式γ＝[㏒（Ｐ１）－㏒（Ｐ０）]÷[㏒（Ｐ１）－㏒（Ｐ２）]可知，当提前关闭活塞Ｃ２时，气缸内的压强Ｐ２就会增大，根据上面公式，求的空气的比热容比会增大，同理，当推辞关闭活塞Ｃ２时，空气的比热容比会减少。
实验报告空气比热容比的测定
1. 实验名称空气比热容比的测定 2. 实验目的(1)了解绝热、等容的热力学过程及有关状态方程。
(2)测定空气的比热容比。
3. 实验原理:主要原理公式及简要说明、原理图(1)热力学第一定律及定容比热容和定压比热容 热力学第一定律：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加和系统对外做功之和。
考虑在准静态情况下气体由于膨胀对外做功为PdV dA =，所以热力学第一定律的微分形式为PdV dE dA dE dQ +=+= (1)定容比热容C v 是指1mol 的理想气体在保持体积不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。
由于体积不变，那么由(1)式可知，这吸收的热量也就是内能的增加(d Q ＝d E )，所以dTdE dT dQ C v v =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(2) 由于理想气体的内能只是温度的函数，所以上述定义虽然是在等容过程中给出，实际上任何过程中内能的变化都可以写成d E ＝C v dT定压比热容是指1mol 的理想气体在保持压强不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。
即pp dT dQ C ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(3) 由热力学第一定律(3)式，考虑在定压过，就有dT dV pdT dE dT dQ pp +⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛(4) 由理想气体的状态方程PV ＝RT 可知，在定压过程中P R dT dV =，又利用v C dTdE=代入(4)式，就得到定压比热容与定容比热容的关系R C C v p +=(5)R 是气体普适常数，为8.31 J / mol· K ，引入比热容比γ为v p C C /=γ(6)在热力学中，比热容比是一个重要的物理量，它与温度无关。
气体运动理论告诉我们，γ与气体分子的自由度f 有关ff 2+=γ(7) 例如，对单原子气体(Ar 、He),3=f 67.1=γ对双原子气体(N 2、H 2、O 2)5=f40.1=γ，对多原子气体(CO 2、CH 4),6=f 33.1=γ(2)绝热过程系统如果与外界没有热交换，这种过程称为绝热过程，因此，在绝热过程中，d Q ＝0。
气体比热容的测定实验报告
气体比热容的测定实验报告气体比热容的测定实验报告引言：气体比热容是研究气体热力学性质的重要参数之一。
本实验旨在通过测定气体在不同条件下的温度变化和压强变化，来确定气体的比热容。
通过实验，可以深入了解气体的热力学性质以及热传导的规律。
实验原理：实验中使用的是恒压热容计法。
在恒定压强下，通过加热或冷却气体，使其温度发生变化，然后测量温度变化量和吸收或释放的热量，从而计算出气体的比热容。
实验步骤：1. 实验前准备：将热容计放置在恒温水槽中，使其与水槽内的水温达到平衡。
2. 实验装置设置：将恒温水槽连接至恒温水源，确保水温的稳定。
3. 实验开始：将待测气体充入热容计中，并调整恒温水槽中的水温，使其与热容计内气体的初始温度相同。
4. 加热：通过电炉加热热容计，使气体温度升高。
同时，使用温度计记录气体的温度变化。
5. 记录数据：在加热过程中，记录下气体温度的变化，并测量所吸收的热量。
6. 冷却：关闭电炉，使热容计冷却。
同样地，记录气体温度的变化，并测量所释放的热量。
7. 数据处理：根据实验数据计算出气体的比热容。
实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以绘制出气体温度与吸收/释放的热量之间的关系曲线。
通过曲线的斜率，我们可以计算出气体的比热容。
实验结果显示，不同气体的比热容存在差异，这是由于气体分子之间的相互作用力不同所致。
此外，实验还可以进一步探究气体比热容与温度的关系。
通过在不同温度下测量气体的比热容，我们可以发现，随着温度的升高，气体的比热容会略微增加。
这是因为高温下，气体分子的热运动更加剧烈，分子间的相互作用力减弱，从而导致比热容的增加。
实验误差与改进：在实验过程中，可能会存在一些误差。
例如，由于实验设备的不完善或操作不当，会导致温度测量的误差。
此外，气体的压强变化也可能受到环境因素的影响，进而影响到比热容的测量结果。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：首先，使用更精确的温度计来测量气体的温度变化。
气体比热容比的测定实验报告及数据
气体比热容比的测定实验报告及数据课气体比热容比的测定1、学习测定空气比热容比的方法。
题教学目2、熟练掌握物理天平和螺旋测微器的使用方的法。
3、熟练掌握直接测量值和间接测量值不确定度重难 1、物理天平的调节和使用。
的计算。
点 2、各物理量不确定度的计算。
教学方讲授、演示、提问、讨论、操作相结合。
学 3学时。
法时一、前言气体的定压比热容和定体比热容的比值称为比热容比。
气体的值在许多热力学过程特别是绝热过程中是一个很重要的参数。
由气体动理论可知，理想气体的值为:(1)式中为气体分子的自由度，对于单原子分子 ;对于双原子刚性分子， ;对于多原子刚性分子，。
实验中气体的比热容比常通过绝热膨胀法、绝热压缩法等方法来测定。
本实验将采用一种比较新颖的方法，即通过测定小球在储气瓶玻璃管中的振动周期来计算空气的值。
二、实验仪器FB212型气体比热容比测定仪、支撑架、小型气泵、TW-1型物理天平、0-25mm 外径千分尺等。
三、实验原理如图1所示，钢球A位于精密细玻璃管B中，其直径仅仅比玻璃管直径小0.01-0.02mm，使之能在玻璃管中上下移动，瓶上有一小孔C，可以通过导管将待测气体注入到玻璃瓶中。
图1 设小球质量为m，半径为r，当瓶内气压P满足下式时，小球处于平衡位置:(2)设小球从平衡位置出发，向上产生微小正位移x，则瓶内气体的体积有一微小增量:(3)与此同时瓶内气体压强将降低一微小值，此时小球所受合外力为:(4)小球在玻璃管中运动时，瓶内气体将进行一准静态绝热过程，有绝热方程:(5)两边微分，得(6)将(3)、(4)两式代入(6)式，得:(7)由牛顿第二定律，可得小球的运动方程为:(8)可知小球在玻璃管中作简谐振动，其振动周期为:(9)最后得气体的值为:(10)(10)式中右边各量可以方便测出，故可以计算出气体的值。
实验中为了补偿由于空气阻力以及少量漏气引起的小球振幅的衰减，通过C管一直向玻璃瓶中注入一小气压的气流，在玻璃管B的中部开有一小孔，当小球处于孔下方时，注入气体压强增大，使得小球往上运动;当小球越过小孔后，容器内气体经小孔流出，气体压强减少，小球将往下运动，如此循环往复进行以上过程，只要适当控制注入气体的流量，小球就能在玻璃管中小孔附近作简谐振动，其振动周期可用光电计时装置测得。
比热容的测量 实验报告
( )
Δx Δy Δx^2 Δy^2
1 -2.08158
-180 4.332991
32400
2 -1.7448
-150 3.044337
22500
3 -1.38653
-120 1.922469
14400
4 -1.02533
-90 1.051298
8100
5 -0.66112
-60 0.437073
3600
的电热电源时的升温规律
当量热器中所称放的待测液体的质量为 m，比热容为 c，通电前后量热器 的初温和末温分别为 和 ，在测量过程中没有热量散逸的情况下，应有
[(
)]
（）
本实验中采用拟合测量法，在同一来呢供热系统的容器内，盛不同质量的
待测液体，做几次实验，分别测出各次实验中的液体质量 及相应的总热
容 ，然后用直线拟合的方法求出待测液体的比热容，从而解决了（2）式
6 -0.35202
-30 0.123916
900
7 -0.0016
0 2.6E-06
0
8 0.332009
30 0.11023
900
9 0.688134
60 0.473528
3600
10 1.047299
90 1.096835
8100
11 1.369169
120 1.874624
14400
12 1.734278
12
f-t曲线 线性拟合曲线
对 m 和 Cs 进行拟合
m（g）
256.41 374.58
Cs（J/K） 619.6654 854.6516
456.18 1027.759
541.81 1235.758
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空气比热容比的测定
2. 实验目的
(1)了解绝热、等容的热力学过程及有关状态方程。 (2)测定空气的比热容比。
3. 实验原理:主要原理公式及简要说明、原理图
(1)热力学第一定律及定容比热容和定压比热容 热力学第一定律：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加和系统对外做功之和。
考虑在准静态情况下气体由于膨胀对外做功为 dA PdV ，所以热力学第一定律的微分形
dA dE 或 PdV Cv dT (8) 由气态方程 PV RT ，两边微分，得
PdV VdP RdT (9) (8)、(9)两式中消去 dT ，得
PdV VdP R dV Cv V
两边除 PV ，即得
dP dV 0 (10) PV
对(10)式积分，就得到绝热过程的状态方程
PV 常数 (11) 利用气态方程 PV RT ，还可以得到绝热过程状态方程的另外两种形式：
TV 1 常数(12) P 1T 常数(13)
4．实验内容
用一个大玻璃瓶作为贮气瓶。 (1)实验开始时，先打开放气阀 B 和进气阀 A，打开充气开关(左旋充气球阀门 C)，使 贮气与大气相通。将仪器显示的气压差数调零(注意，仪器显示的是贮气瓶内气压与大气压 P0 的差)。 (2)然后关闭放气阀 B，关闭充气开关(右旋拧紧气阀 C)，用打气球向瓶内送气，使瓶 内气压上升，瓶中空气的温度也上升。当瓶内气压比大气压高 5～6kPa 时(瓶内气压与大气 压之差由比热容比测定仪上显示)，关闭进气阀 A。这时瓶内气温略高于环境温度，因此瓶 内空气与环境有热交换，使瓶内的气压与温度都不稳定，而是逐渐下降的。直到瓶内气温 与环境温度相同时，瓶内气压趋于稳定值 P1，这时瓶内气体处于 P—V 图中状态 Ⅰ(P1、V1、T0)。这 T0 为环境温度。这时记下仪器气压差显示值 P1 示(瓶内气压 P1＝P0＋P1 示)。 (3)后打开放气阀 A，听到放气声，待放气声结束(仪器显示的气压差值为 0)立即迅速 关闭放气阀 A，这时瓶内有一部分空气从瓶内放出，剩余在瓶内的空气气压下降到大气 P0(仪器上显示的与大气压差为 0)。由于放气过程极迅速，空气又是热的不良导体，因此剩
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
式为
dQ dE dA dE PdV
定容比热容 Cv 是指 1mol 的理想气体在保持体积不变的情况下，温度升高 1K 所吸收 的热量。由于体积不变，那么由(1)式可知，这吸收的热量也就是内能的增加(dQ＝dE)，所 以
Cv
dQ dT
v
dE dT
(2)
由于理想气体的内能只是温度的函数，所以上述定义虽然是在等容过程中给出，实际 上任何过程中内能的变化都可以写成 d E ＝CvdTdT入(4)式来自就得到定压比热容与定容比热容的关系
C p Cv R (5) R 是气体普适常数，为 8.31 J / mol· K，引入比热容比 为
C p / Cv (6)
在热力学中，比热容比是一个重要的物理量，它与温度无关。气体运动理论告诉我们，
与气体分子的自由度 f 有关
R
P
，又利用
(1)
dE
dT
Cv 代
f
2
(7)
f
例如，对单原子气体(Ar、He) f 3, 1.67 对双原子气体(N2、H2、O2) f 5
1.40 ，对多原子气体(CO2、CH4) f 6, 1.33
(2)绝热过程 系统如果与外界没有热交换，这种过程称为绝热过程，因此，在绝热过程中， dQ＝0。所以由热力学第一定律有
定压比热容是指 1mol 的理想气体在保持压强不变的情况下，温度升高 1K 所吸收的热 量。即
Cp
dQ dT
p (3)
由热力学第一定律(3)式，考虑在定压过，就有
dQ dE p dV (4) dT p dT p dT
dV 由理想气体的状态方程 PV＝RT 可知，在定压过程中