气体比热容比的测定

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气体比热容比的测量

气体比热容比的测量

(2)将气泵接上220mV电源,调节橡皮塞上针型调节阀
和气泵气量调节旋钮,控制气量大小,使小球上下振动的幅 度适中,以玻璃管上小孔为中心上下振动。 (3)用大气压强计测定大气压强。测一次。 (4)用数字式电子秤测定振动小球的质量。测一次。 (5)用螺旋测微计测定振动小球的半径。重复测五次。
(6)打开周期计时装置,记录振动100次周期所需的时间。
在特定容器中振动周期来推算值。实验原理示意图 P70 图
5.5.1
为了补偿由于空气阻尼引起振动物体 A 振幅的衰减,因此 通过C管一直注入一个小压力的气流。在精密玻璃管 B的中央
开设有一个小孔。当振动体A处于小孔下方的半个振动周期时,
注入气体使容器的内压力增大,引起物体A向上移动。而当物 体A处于小孔上方的半个振动周期时,容器内的气体将通过小 孔流出,使物体下沉,以后重复上述两个过程。只要适当控制 注入气体的流量,物体 A便在玻璃管 B的小孔上下作简谐振动 (近似)。振动周期可利用光电计时来测得。 物体 A的质量为 m,半径为r,当瓶子内压强 P满足下面条 件时,A处于力平衡状态
mg P PL 2 r
P为大气压强
若物体振动偏离平衡位置一个较小距离x,则容器内的压强
变化ΔP(与烧瓶相比可近似为dp)。物体的运动方程为
d x 2 m r dp 2 dt
由于物体振动过程相当快,则可以看作绝热过程,绝热方

2
pV 常数

将此式对V求导数得出
pV dV dp V
代入 式
pV dV dp V 2 dV r x
pV dV dp V dV r 2 x
2 2

代入

d x r pV 2 dt mV

气体比热容比测定实验原理

气体比热容比测定实验原理

气体比热容比测定实验原理气体比热容比是指在恒压条件下,单位质量的气体在吸收或释放相同热量时的温度变化。

测定气体比热容比的实验原理是基于绝热过程和恒压过程之间的关系。

本文将详细介绍气体比热容比测定实验的原理和步骤。

实验原理:在理想气体状态方程PV=nRT中,P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的物质量,R为气体常数,T表示气体的温度。

在绝热过程中,没有热量的交换,因此可以得到以下方程:P1V1^γ = P2V2^γ其中,γ为气体的绝热指数,表示分子在绝热过程中对外界做功的能力。

对于单原子理想气体,其绝热指数γ为5/3;对于双原子理想气体,如氮气、氧气等,其γ为7/5。

在恒压过程中,热量的交换可以发生,此时可以得到以下方程:P1V1/T1 = P2V2/T2将两个方程联立,可以得到:T2/T1 = (V2/V1)^(γ-1)由上述方程可知,当气体的体积比V2/V1以及绝热指数γ-1已知时,可以通过测量温度变化来计算比热容比T2/T1。

实验步骤:1. 将实验装置中的气体充分排空,保证装置内没有杂质。

2. 将装置封闭,固定压力计和温度计。

3. 在恒压条件下,将气体体积从初始状态V1变为最终状态V2,记录下初始温度T1和最终温度T2。

4. 根据已知的V2/V1和γ-1的值,计算出比热容比T2/T1。

5. 重复实验多次,取平均值,提高结果的准确性。

实验注意事项:1. 实验装置应保持密封,以防止外界气体的干扰。

2. 测量温度时应注意温度计的准确度和灵敏度。

3. 实验过程中应控制好气体的体积变化速度,避免过快或过慢。

4. 为了提高结果的准确性,可以采用多次实验并取平均值。

实验应用:测定气体比热容比的实验方法可以应用于研究气体的热力学性质,如气体的内能和焓的变化等。

通过测量气体的温度变化,可以得到气体对热量的吸收或释放能力,从而研究气体的热传导性质和热力学过程。

总结:通过测定气体比热容比的实验原理和步骤,可以得到气体在绝热过程和恒压过程下的温度变化关系。

空气比热容比的测定

空气比热容比的测定

实验二 空气比热容比和液体粘滞系数的测定(一) 空气比热容比的测定【实验简介】空气的比热容比 又称气体的绝热指数, 是系统在热力学过程中的重要参量。

测定 值在研究气体系统的内能, 气体分子的热运动以及分子内部的运动等方面都有很重要的作用。

如气体系统作绝热压缩时内能增加, 温度升高;反之绝热膨胀时, 内能减少, 温度降低。

在生产和生活实践中广泛应用的制冷设备正是利用系统的绝热膨胀来获得低温的。

除此以外, 测定比热容比还可以研究声音在气体中的传播。

由上可见, 测定气体的比热容比是一个重要的实验。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的 值。

【实验目的】1.用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2.观察热力学过程中系统的状态变化及基本物理规律。

3.学习使用空气比热容比测定仪和福廷式气压计。

【实验仪器】空气比热容比测定仪(FD —NCD 型, 包括主机, 10升集气瓶连橡皮塞和活塞, 打气球, 硅压力传感器及同轴电缆, AD590温度传感器及电缆)、低压直流电源(VD1710—3A )、电阻箱(或 定值标准电阻)、福廷式气压计(共用)。

【实验原理】1.理想气体的绝热过程有 , 叫做理想气体的比热容比或绝热指数。

和 分别是理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容, 二者之间的关系为 ( 为普适气体恒量) 2.如图所示, 关闭集气瓶上的活塞 , 打开 , 用打气球缓慢而稳定地将空气打入集气瓶内, 瓶内空气的压强逐渐增大, 温度逐渐升高。

当压强增大到一定值时, 关闭 , 停止打气。

待集气瓶内的温度降至室温 状态稳定时, 这时瓶内气体处处密度均匀, 压力均匀, 温度均匀。

此时取瓶内体积为 的一部分气体作为我们的研究对象, 系统处于状态1 , 这部分气体在接下来的膨胀中体积可以恰好充满整个瓶的容积 。

突然打开活塞 进行放气, 放掉多余的气体, 使系统迅速的膨胀, 达到状态2 , 随即又迅速关闭 。

是环境大气压。

由于放气过程迅速, 可视为绝热过程, 故有1102PV PV γγ= (1)3.关闭 后, 瓶内气体的温度会由 缓慢回升至室温 , 与此同时, 压强也会逐渐增大。

空气比热容比的测量实验报告

空气比热容比的测量实验报告

空气比热容比的测量实验报告一、实验目的1、了解绝热膨胀法测量空气比热容比的原理和方法。

2、学习使用绝热膨胀法测量空气比热容比的实验仪器。

3、掌握数据处理和误差分析的方法,提高实验技能和科学素养。

二、实验原理比热容比γ定义为气体的定压比热容Cp与定容比热容Cv之比,即γ = Cp / Cv。

对于理想气体,γ是一个常数。

在本实验中,采用绝热膨胀法测量空气的比热容比。

实验装置主要由贮气瓶、U 形管压强计、打气球、阀门等组成。

首先,向贮气瓶内打入一定量的气体,使其压强达到一个较高的值P1。

然后迅速打开阀门,让气体绝热膨胀,此时瓶内气体的温度迅速降低,压强也随之下降到 P2。

由于过程绝热,满足绝热方程:P1V1^γ =P2V2^γ ①同时,根据波义耳定律,在等温过程中有:P1V1 = P2V2 ②由①②两式可得:γ = ln(P1 / P2) / ln(V2 / V1)在实验中,通过测量贮气瓶内气体压强的变化 P1 和 P2,以及相应的体积变化 V1 和 V2,就可以计算出空气的比热容比γ。

三、实验仪器1、贮气瓶:用于储存实验气体。

2、 U 形管压强计:测量贮气瓶内气体的压强。

3、打气球:向贮气瓶内打气。

4、阀门:控制气体的进出。

四、实验步骤1、实验前准备检查实验仪器是否完好,U 形管压强计中的液面是否平衡。

用打气球向贮气瓶内缓慢打气,使 U 形管压强计中的液面高度差达到一定值(例如 50cm 左右),记录此时的压强 P1。

2、绝热膨胀过程迅速打开阀门,让气体绝热膨胀,观察 U 形管压强计中液面的变化,待液面稳定后,记录此时的压强 P2。

3、重复实验重复上述步骤 5 6 次,以减小测量误差。

4、数据处理根据测量得到的 P1、P2 值,计算出每次实验的比热容比γ。

求平均值,并计算相对误差。

五、实验数据记录与处理|实验次数| P1(cmHg)| P2(cmHg)|γ ||::|::|::|::|| 1 | 525 | 382 | 142 || 2 | 518 | 375 | 143 || 3 | 532 | 388 | 141 || 4 | 520 | 378 | 142 || 5 | 528 | 385 | 141 || 6 | 530 | 386 | 142 |平均值:γ =(142 + 143 + 141 + 142 + 141 + 142)/ 6 = 142理论值:空气的比热容比γ约为 140相对误差:E =(142 140)/ 140 × 100% = 143%六、误差分析1、实验过程中,气体并非完全绝热,存在一定的热交换,导致测量结果偏大。

气体比热容比CPCV测定

气体比热容比CPCV测定

气体比热容比C P/C V的测定实验目的:1、测定多种气体(单原子、双原子、多原子)的定压比热容C P与定容比热容C V之比。

2、练习使用物理天平、螺旋测微计、数字计时仪、大气压力计等仪器。

实验仪器与用具:振动主体、多功能数字记时仪(分50次、100次两档)、微型气泵、大气压力计、缓冲瓶、螺旋测微计、物理天平、镊子等。

实验原理:气体由于受热过程不同,有不同的比热容。

对应于气体受热的等容和等压过程,气体的比热容有定容比热容C V和定压比热容C P。

定容比热容是单位质量某种气体在保持体积不变的情况下,温度升高1K时所需的热量。

而定压比热容则是单位质量某种气体在保持压强不变的情况下,温度升高1K所需的热量。

显然,后者由于有对外作功而大于前者,即C P>C V。

因此,比值γ=C P/C V>1。

一般说来,在实验中测定C V是比较困难的,故C V通常是通过测定 C P及γ值来获得。

本实验将用测定物体在特定容器中的振动周期来计算γ值。

比玻璃管直径仅小0.01~0.02mm它能在此精密的玻璃管中上下移动。

在烧瓶的壁上有一小孔C,并插入一根细管,通过它各种气体可以注入到烧瓶中。

为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A 振幅的衰减,因此通过C 管一直注入一个小气压的气流,在精密玻璃管B 的中央开设一个小孔。

当振动物体A 处于小孔下方的半个振动周期时注入气体使容器的内压力增大。

引起物体A 向上移动,而当物体A 处于小孔上方的半个振动周期时,容器内的气体将通过小孔流出,使物体下沉,以后重复上述过程。

只要适当控制注入气体的流量,物体A 能在玻璃管B 的小孔上下作间谐振动。

振动周期可利用光电计时装置来测量。

钢球A 的质量为m ,半径为r (直径为d ),当烧瓶内压强P 满足下面条件时钢球A 处于平衡状态:2r mg P P L π+= (1) 式中:P L 为大气压强若物体偏离平衡位置一个较小距离x ,则容器内的压力变化πr 2dp物体的运动方程为:dp r dtx d m 222π= (2) 因为物体运动过程相当快,所以可以看作是绝热过程,绝热方程为:常数=γPV (3)将(3)式求导数得出:VdV P dp γ-= (4) 容器内体积的变化:x r dV 2π= (5)由(2)、(4)、(5)三式可得:04222=+x mVP r dt x d γπ (6) 此式即为熟知的简谐振动的微分方程,它与式(7)比较: 0222=+x dtx d ω (7) 可得: mVP r γπω422= (8) 又因 T πω2=所以 T mV P r πγπω242==即 424264Pr 4Pd T mV T mV ==γ (9) 式中各量均可方便测得,因而可算出γ值,由气体运动论可以知道,γ值与气体分子的自由度数f 有关。

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

气体比热容比的测定实验报告及数据一、实验目的1、学习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、学习使用数字压力计和温度计等热学实验仪器。

二、实验原理气体的比热容比γ定义为定压比热容Cp与定容比热容Cv之比,即γ = Cp / Cv。

对于理想气体,γ值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验中,通过让一定量的气体在绝热条件下进行膨胀,测量膨胀前后气体的压强和温度,从而计算出比热容比。

根据绝热过程方程:P1V1^γ =P2V2^γ ,其中 P1、V1 为绝热膨胀前气体的压强和体积,P2、V2 为绝热膨胀后气体的压强和体积。

又因为理想气体状态方程 PV = nRT ,在实验中,气体的物质的量n 和常数 R 不变,所以可以得到:P1T1^γ /P2T2^γ = 1 ,整理可得:γ = ln(P1 / P2) / ln(T2 / T1) 。

三、实验仪器1、比热容比测定仪:主要由储气瓶、打气球、压力传感器、温度传感器等组成。

2、数字压力计:用于测量气体的压强。

3、数字温度计:用于测量气体的温度。

四、实验步骤1、打开数字压力计和数字温度计的电源,预热一段时间,使其读数稳定。

2、用打气球向储气瓶内缓慢打气,直至数字压力计显示的压强达到一定值(例如 120kPa 左右)。

3、关闭打气球的阀门,等待储气瓶内的气体与外界充分热交换,使温度稳定。

记录此时的压强 P1 和温度 T1 。

4、迅速打开放气阀,让气体绝热膨胀,当压强降至一定值(例如80kPa 左右)时,迅速关闭放气阀。

5、等待储气瓶内的气体与外界再次充分热交换,使温度稳定。

记录此时的压强 P2 和温度 T2 。

6、重复上述步骤,进行多次测量,以减小误差。

五、实验数据记录与处理|测量次数| P1(kPa)| T1(K)| P2(kPa)| T2(K)|γ 计算值||::|::|::|::|::|::|| 1 | 1185 | 3015 | 782 | 2892 | 142 || 2 | 1203 | 3021 | 798 | 2903 | 140 || 3 | 1198 | 3018 | 801 | 2898 | 141 || 4 | 1212 | 3025 | 789 | 2901 | 143 || 5 | 1195 | 3016 | 795 | 2895 | 142 |平均值:γ =(142 + 140 + 141 + 143 + 142)/ 5 = 142六、误差分析1、实验过程中,气体与外界的热交换不能完全避免,导致温度测量存在误差。

指导书-17气体比热容比的测定

指导书-17气体比热容比的测定

气体比热容比的测定气体的定压比热容p c 与定容比热容V c 之比V p c c /=γ称为气体的比热容比。

气体的比热容比γ是热力学理论及工程技术中常用而且重要的物理量,对它的准确测量也是物理学基本测量之一。

常用的测量气体比热容比γ的方法有很多。

如振动法、超声法和绝热膨胀法等等。

其中振动法是最常用的方法之一,其原理是通过实现热力学中的准静态过程(等温、等容及绝热),小钢球以小孔为中心上下作简谐振动,通过测定振动周期来计算结果。

本实验用振动法测量气体的比热容比γ。

该方法原理简单,操作方便。

通过本实验,有助于大家加深对热力学过程中状态变化的理解。

【实验目的】1、理解气体比热容比的物理意义; 2. 掌握测定空气比热容比的原理及方法2、掌握物理天平、螺旋测微器、数字计时仪的使用方法。

【实验仪器】气体比热容比测定仪、物理天平、螺旋测微器、数字计时仪等仪器。

气体比热容比测定仪的结构及连接方法如图6.2-1所示。

图6.2-1 气体比热容比测定仪整机结构示意图1、底座2、储气瓶I3、储气瓶II4、气泵出气口5、FB213型数显计数计时毫秒仪6、气泵及气量调节旋钮7、橡皮管8、调节阀门9、系统气压动平衡调节气孔 10、钢球简谐振动腔 11、光电传感器 12、钢球【实验原理】实验基本装置如图6.2-2所示,振动小球的直径比玻璃管直径仅小mm 02.0~01.0。

它能在此精密的玻璃管中上下移动,在瓶子的壁上有一小口,并插入一根细管,各种气体通过它可以注入到储气瓶中。

当瓶子内压强P 满足2r mgP P L π+=时,钢球A 处于受力平衡状态,式中L P 为大气压强,m 为钢球A 的质量,r 为钢球的半径(直径为d )。

在精密玻璃管B 的中央开设有一个小孔。

当钢球A 处于小孔下方的半个振动周期时,注入气体使储气瓶的内压力增大,引起钢球A 向上移动,而当钢球A 处于小孔上方的半个振动周期时,容器内的气体将通过小孔流出,使钢球下沉。

比热容比

比热容比

气体比热容比C P/C V的测定实验目的:1、测定多种气体(单原子、双原子、多原子)的定压比热容C P与定容比热容C V之比。

2、练习使用物理天平、螺旋测微计、数字计时仪、大气压力计等仪器。

实验仪器与用具:振动主体、多功能数字记时仪(分50次、100次两档)、微型气泵、大气压力计、缓冲瓶、螺旋测微计、物理天平、镊子等。

实验原理:气体由于受热过程不同,有不同的比热容。

对应于气体受热的等容和等压过程,气体的比热容有定容比热容C V和定压比热容C P。

定容比热容是单位质量某种气体在保持体积不变的情况下,温度升高1K时所需的热量。

而定压比热容则是单位质量某种气体在保持压强不变的情况下,温度升高1K所需的热量。

显然,后者由于有对外作功而大于前者,即C P>C V。

因此,比值γ=C P/C V>1。

一般说来,在实验中测定C V是比较困难的,故C V通常是通过测定 C P及γ值来获得。

本实验将用测定物体在特定容器中的振动周期来计算γ值。

比玻璃管直径仅小0.01~0.02mm它能在此精密的玻璃管中上下移动。

在烧瓶的壁上有一小孔C,并插入一根细管,通过它各种气体可以注入到烧瓶中。

为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A 振幅的衰减,因此通过C 管一直注入一个小气压的气流,在精密玻璃管B 的中央开设一个小孔。

当振动物体A 处于小孔下方的半个振动周期时注入气体使容器的内压力增大。

引起物体A 向上移动,而当物体A 处于小孔上方的半个振动周期时,容器内的气体将通过小孔流出,使物体下沉,以后重复上述过程。

只要适当控制注入气体的流量,物体A 能在玻璃管B 的小孔上下作间谐振动。

振动周期可利用光电计时装置来测量。

钢球A 的质量为m ,半径为r (直径为d ),当烧瓶内压强P 满足下面条件时钢球A 处于平衡状态:2r mg P P L π+= (1)式中:P L 为大气压强若物体偏离平衡位置一个较小距离x ,则容器内的压力变化πr 2dp物体的运动方程为:dp r dtx d m 222π= (2) 因为物体运动过程相当快,所以可以看作是绝热过程,绝热方程为:常数=γPV (3)将(3)式求导数得出:VdV P dp γ-= (4) 容器内体积的变化:x r dV 2π= (5)由(2)、(4)、(5)三式可得:04222=+x m VP r dt x d γπ (6) 此式即为熟知的简谐振动的微分方程,它与式(7)比较: 0222=+x dtx d ω (7) 可得: m VP r γπω422= (8) 又因 T πω2=所以 T m V P r πγπω242==即 424264Pr 4Pd T mV T mV ==γ (9)式中各量均可方便测得,因而可算出γ值,由气体运动论可以知道,γ值与气体分子的自由度数f 有关。

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气体比热容比的测定(FB212型气体比热容比测定仪)实验讲义杭州精科仪器有限公司1气体比热容比的测定比热容是物质的重要参量,在研究物质结构、确定相变、鉴定物质纯度等方面起着重要的作用。

本实验将介绍一种较新颖的测量气体比热容的方法。

【实验目的】测定空气分子的定压比热容与定容比热容之比γ值。

【实验原理】气体的定压比热容P C 与定容比热容V C 之比V P C /C =γ,在热力学过程特别是绝热过程中是一个很重要的参数,测定的方法有好多种。

这里介绍一种较新颖的方法,通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算γ值。

实验基本装置如图1所示,振动物体小球D 的直径比玻璃諧振腔E 直径仅小mm 02.0~01.0 。

它能在此精密的玻璃諧振腔E 中上下移动,在储气瓶A 的壁上有一充气孔B ,并插入一根细管,通过它各种气体可以注入到储气瓶A 中。

钢球D 的质量为m ,半径为 r (直径为d ),当瓶子内压力P 满足下面条件时,钢球D 处于力平衡状态,这时2L m gP P rπ⋅=+⋅,式中L P 为大气压强 。

为了补偿由于空气阻尼引起振动物体D 振幅的衰减,通过B 管不断注入一个小气压的气流,在精密玻璃諧振腔E 的中央开设有一个小孔C 。

当振动物体A 处于小孔下方的半个振动周期时,注入气体使储气瓶A 内压力增大,引起物体D 向上移动,而当物体D 处于小孔上方的半个振动周期时,容器内的气体将通过小孔流出,使储气瓶A 内压力减小从而使物体D 下沉。

以后重复上述过程,只要适当控制注入气体的流量,物体D 能在玻璃諧振腔E 的小孔C 上下作简谐振动,振动周期可利用光电计时装置来测得。

若物体偏离平衡位置一个较小距离dx ,则容器内的压力变化dp ,物体的运动方程为:222 d xm r dp dtπ= (1) 因为物体振动过程相当快,所以可以看作绝热过程,绝热方程 :PV γ=常数 (2)将(2)式求导数得出:p dV dp Vγ=-,2dV r dx π= (3) 将(3)式代入(1)式得:22420d x r p dx dt mVπγ+= 此式即为熟知的简谐振动方程,它的解为:22Tπω==2424464mV mVT pr T pd γ==(4) 式中各量均可方便测得,因而可算出γ值。

由气体运动论可以知道,γ值与气体分子的自由度有关,对单原子气体(如氩气)只有三个平均自由度,双原子气体(如氢气)除上述3个平均自由度外还有2个转动自由度。

对多原子气体,则具有3个转动自由度,比热容比γ与自由度f 的关系为f2f +=γ 。

根据理论公式可以得到下面的结论 ,该数据与测试环境温度无关。

单原子气体(Ar ,He ) 3f = 67.1=γ双原子气体(2N ,2H ,2O ) 5f = 40.1=γ 多原子气体(2CO ,4CH ) 6f = 33.1=γ本实验装置主要由玻璃制成,而且对玻璃管(钢球简谐振动腔)的要求特别高,振动物体不锈钢球的直径为mm 00.14,仅比玻璃管内径小mm 01.0左右,玻璃管内壁有灰尘微粒都可能引起不锈钢球不能正常振动,因此振动物体(不锈钢球)表面不允许擦伤,管内必须保持洁净。

不锈钢球静止时停留在玻璃管的下方(用弹簧托住)。

若要将其取出,只需在它振动时,用手指将玻璃管壁上的小孔堵住,稍稍加大气体流量不锈钢球便会上浮到管子上方开口处,用手可以方便地取出,也可以将玻璃管从储气瓶II 上取下,将不锈钢球倒出来。

振动周期采用可预置测量次数的数字计时仪,采用重复多次测量。

振动物体直径采用螺旋测微计测出,质量用物理天平称量,储气瓶II 容积由实验室给出,大气压力由气压表自行读出,并换算成国际单位制Pa (2m /N )。

注: )m /N 10013.1mmHg 760(25⨯=。

【实验仪器】FB212型气体比热容比测定仪一套。

其结构和连接方式见图2:3【实验内容】1.实验仪器的调整:(1)将空压机、储气瓶用橡皮管连接好,装有钢球的玻璃管插入球形储气瓶。

将光电接收装置利用方形连接块固定在立杆上,固定位置于空芯玻璃管的小孔附近。

本实验仪提供的空压机是二路独立的,一般情况下,只需要采用单通道供气,(注意,另一路敞开,不能堵住)。

在碰到一路气量不足时,可以用三通把二路出口并联使用,但此时要注意把气泵的调节开关逆时针调小一些,避免气压太大把钢球冲出。

(2)接通空压机电源,缓慢调节空压机上的调节旋钮,数分钟后,待储气瓶内注入一定压力的气体后,玻璃管中的钢球浮起离开弹簧,向管子上方移动,此时适当调节进气的大小,使钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动,即维持简谐振动状态。

2.振动周期测量:接通213FB A 型数显计数计时毫秒仪的电源,把光电接收装置与毫秒仪连接。

合上毫秒仪电源开关,预置测量次数为50次(N 次)(可根据实验需要从99~1次任意设置),设置计数次数时,可分别按“置数”键的十位或个位按钮进行调节,(具体操作参看附录),设置完成后自动保持设置值,(直到再次改变设置为止)。

在不锈钢球正常振动的情况下,按“执行”键,毫秒仪即开始计时,每计量一个周期,周期显示数值逐1递减 ,直到递减为0时,计时结束,毫秒仪显示出累计50个(N 个)周期的时间。

(毫秒仪计时范围:ms 1,s 999.99~0分辨率。

)重复以上测量5次,将数据记录到表2中。

3.其它物理量的测量:用螺旋测微计和物理天平分别测出钢球的直径d 和质量m ,其中直径重复测量5次。

注:(1)装有钢球的玻璃管上端有一黑色护套,防止实验时气流过大时,导致钢球冲出。

如需测钢球的质量可先拔出护套,取出钢球,待测量完毕,钢球放入后,重新装好护套。

(2)若不能启动计时或不能停止计时,可能原因是光电门位置放置不正确,造成钢球上下振动时未能挡光,如果因外界光线过强,影响光电门的正常逻辑关系,可拉上窗帘适当遮光,问题即可解决。

(3)本实验仪器容器的容积由制造厂提供。

(每台仪器上有标注)。

【数据与结果】1. 求钢珠质量、直径及其不确定度:4平均值:5m m m m m m 54321++++=不确定度:m ∆= 结果: kg 10m 3m -⨯∆±平均值:5d d d d d d 54321++++=不确定度:d ∆=结果: (m m )d d ∆± 2.求算钢球振动周期T :钢球振动周期:NT ii =周期平均值:5T T T T T T 54321++++=不确定度:T ∆=结果: )S (T T ∆±3.在忽略储气瓶II 体积V 和大气压P 测量误差的情况下估算空气的比热容及其不确定度 γ∆±γ【思考题】1.注入气体流量的多少对小球的运动情况有没有影响?2.在实际问题中,物体振动过程并不是十分理想的绝热过程,这时测得的值比实际值大还是小?为什么?5【附录】FB213A 型数显计时计数毫秒仪使用说明1、FB213A 计时仪内设单片机芯片,经适当编程,具有计时、计数、存储和查询功能。

可用于单摆、气垫导轨、马达转速测量、生产线产品计数、产品厚度测量、车辆运动速度测量及体育比赛计时等诸多与计时相关的实验。

2、该仪器通用性强,可以与多种传感器连接,用不同的传感器控制毫秒仪的启动和停止,从而适应不同实验条件下计时的需要。

3、仪器有三种工作方式:周期1方式、周期2方式和计数方式,在三种方式下均有存贮和查询功能。

在周期1和周期2方式下,按“执行”键,“执行”工作指示亮,当测量启动时灯光闪烁,表示毫秒仪在工作。

在每个周期结束时,显示并存贮该周期对应的时间值,在预设周期数执行完后,显示并存贮总时间值,然后退出执行状态。

4、毫秒仪在计时状态下的量程可根据实验需要进行切换:,s 999.99分辨率ms 1,,s 9999.9分辨率ms 1.0,由仪器面板“量程”按钮进行转换。

“计时”指示灯亮,左窗口数码管熄灭,仪器进入 “计时”功能状态;5、周期1、周期2与计数功能由面板“功能”按钮转换,周期1测量的是摆动周期,周期2测量的是旋转周期,工作时周期指示灯亮,仪器面板左窗口二位数码管同时点亮,仪器进入“周期1”计时功能:在此功能下,可预置测量周期个数:根据实验需要周期设置范围从99~1个,周期数由左窗口显示。

周期显示数随计数进程逐次递减,当显示数到达1以后接着就返回到设置数值,此时计数停止。

6、在周期2工作状态时,周期指示灯和计时指示灯都熄灭,测量方式同“周期1”。

7、在周期1或周期2方式下完成实验后,逐次按“查询”键,则依次显示出各周期对应的时间值,在最后周期显示出总时间值,在预设周期完后,则停止查询。

在计时方式下,逐次按“查询”键,则依次显示出各周期对应的时间值,一共可存20次的值。

8、周期1、周期2共用存贮空间,即存贮的数据为最近一次在周期1或周期2得到的数据。

9、在周期1或周期2方式下查询时,按“量程”键显示各周期计时的平均值。

10、按“复位”键,除了预设周期值恢复原设置,时间显示清零之外,还有退出查询的功能。

记住查询完后一定要按“复位”键退出查询。

11、周期方式或计数方式在执行中,均可按“复位”键退出执行。

12、断电后保留已执行的预设周期数,各周期对应的时间值以及总时间值以及最后一次完成的工作状态(周期1或周期2或计时三种方式之一)。

开机后自动恢复预设周期数及上次关机时的工作状态。

13、计数方式时,光电门1和光电门2均可控制启动与停止,由先后顺序决定。

14、同时按“复位”和“功能”键5秒钟以上,则存贮的周期值与计时值全部清零,但仍然保留FB213A型数显计时计数毫秒仪的前后面板功能说明:6。

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