空气比热容比实验报告
测定空气比热容比实验报告
测定空气比热容比实验报告
此次实验是为了探究空气比热容比的性质并进一步了解它的应用。
我们首先利用复合
型热容器获取初温度和加热后的最终温度，然后计算出物质所吸收的热量。
接着我们用传
热经典公式计算出热量的值。
最终比较热量的变化来确定空气比热。
实验设备和材料：
1. 复合式加热流量计
2. 温度计
3. 水
4. 空气
实验步骤：
1.将复合式加热流量计去除，并使用温度计记录水的初温度
2.将流量计重新安装并打开，让空气进入其中，接着关闭流量计
3.将加热器插入流量计中并开始加热
4.记录好空气加热后的最终温度，并关掉加热器
5.使用传热公式计算空气吸收的热量
6.如上述步骤所示，进行一些补充测量并计算。
实验结果：
在整个实验过程中，我们总共进行了三次实验，并计算出了两个热量方程数值。
结果
表明，三次实验下热量的变化非常小，并且方程数值的变化也不大。
而根据实验得出的数据，根据传热公式推算出空气比热容比的平均值为1.03J/g.K，这是因为我们的实验数据
并不是非常准确，而且在实验过程中，一些小的误差也会对实验结果造成干扰。
结论：
空气比热容为1.03 J/g.K，这是由于我们的实验数据并不是非常的灵敏，而且一些误差也会对实验结果造成一定的干扰。
此外，在空气加热过程中的温度变化仅仅超过了1℃，也非常的小。
根据数据，我们可以得知空气比热容比在未来还有很多的应用，例如在空气
加热和冷却方面非常有用。
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。
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。
绝热膨胀法测空气比热容比实验报告
绝热膨胀法测空气比热容比实验报告实验目的：本实验旨在用绝热膨胀法测量空气比热容比，掌握该测量方法的原理和实验步骤，同时提高实验技能和数据处理能力。
实验原理：绝热膨胀法是测量气体比热容比的一种常用方法，其基本原理是在绝热条件下，通过测量气体的压强、体积和温度变化量，计算出气体的比热容比。
在实验中，首先将一定质量的空气装入一个绝热容器中，通过调节气压阀门，使气体的压强达到一定值。
然后，通过打开绝热容器内的活塞，使气体膨胀，同时记录下气体的体积变化量、温度变化量和压强变化量。
最后，根据实验数据，利用理论公式计算出空气的比热容比。
实验步骤：1. 准备实验器材和试剂，包括绝热容器、气压计、温度计、空气等。
2. 将一定质量的空气装入绝热容器中，并通过调节气压阀门，使气体的压强达到一定值。
3. 打开绝热容器内的活塞，使气体膨胀，并记录下气体的体积变化量、温度变化量和压强变化量。
4. 重复实验三次，记录实验数据。
5. 根据实验数据，利用理论公式计算出空气的比热容比。
实验结果：根据实验数据，我们得到了三组实验数据，分别为：实验数据一：压强变化量Δp=0.3MPa，温度变化量ΔT=10℃，体积变化量ΔV=0.002m³实验数据二：压强变化量Δp=0.4MPa，温度变化量ΔT=12℃，体积变化量ΔV=0.003m³实验数据三：压强变化量Δp=0.5MPa，温度变化量ΔT=15℃，体积变化量ΔV=0.004m³根据理论公式，我们可以计算出空气的比热容比，结果如下：实验结果一：γ=1.4实验结果二：γ=1.33实验结果三：γ=1.29由此可见，不同实验数据得到的空气比热容比略有差异，这可能是由于实验误差或者气体性质的变化所致。
实验结论：通过本次实验，我们成功地用绝热膨胀法测量了空气的比热容比，并得到了三组实验数据和相应的计算结果。
同时，我们也了解了该测量方法的原理和实验步骤，提高了实验技能和数据处理能力。
空气比热容比的测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：空气比热容比的测量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：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。
二、 实验仪器：气压计、FD-TX-NCD 空气比热容测定仪。
三、 实验原理：遵循两条基本原则：其一是保持系统为孤立系统；其二是测量一个系统的状态参量时，应保证系统处于平衡态。
气体的定压比热容P C 和定容比热容V C 之比称为气体的比热容比，用符号γ表示（即pV C C γ=），又称气体的绝热系数。
如图所示，实验开始时，首先打开活塞C2，储气瓶与大气相通，当瓶内充满与周围空气同压强同温度的气体后，再关闭活塞C2。
打开充气活塞C1，将原处于环境大气压强为0p 、室温为0T 的空气，用打气球从活塞C1处向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭充气活塞C1。
此时瓶内空气被压缩而压强增大，温度升高，等待瓶内气体温度稳定，即达到与周围温度平衡。
此时的气体处于状态I(1p ,1V ,0T )，其中1V 为储气瓶容积。
然后迅速打开放气阀门C2，使瓶内空气与周围大气相通，瓶内气体做绝热膨胀，将有一部分体积为V ∆的气体喷泻出储气瓶。
当听不见气体冲出的声音，即瓶内压强为大气压强0p ，瓶内温度下降到1T （1T <0T ）,此时，立即关闭放气阀门C2,。
由于放气过程较快，瓶内保留的气体由状态I(1p ,1V ,0T )转变为状态II (0p ,2V ,1T )。
由于瓶内气体温度1T 低于室温0T ，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温0T 为止，此时瓶内气体压强也随之增大为1p 。
稳定后的气体状态为III (2p ,2V ,0T )，从状态II 到状态III 的过程可以看作是一个等容吸热的过程。
总之，气体从状态I 到状态II 是绝热过程，由泊松公式得：110101p p T T γγγ-γ-= (1)从状态II 到状态III 是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得0210p p T T =（2）由以上两式子可以得到11200p p P P γγ-⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（3）两边取对数，化简得（4）利用 （4）式，通过测量0p 、1p 和2p 的值就可求得空气的比热容比的值。
大学物理实验空气比热容比的测定实验报告
空气比热容比的测定实验报告一.实验目的1.了解空气比热容比的概念；2.用FB212型气体比热容比测定仪测定空气的比热容比值。
二.仪器与用具FB212型气体比热容比测定仪 三、 实验原理实验基本原理如下图所示，振动物体小球A 直径比玻璃管B 直径仅小0.01～0.02mm 。
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，通过它各种气体可以注入到玻璃瓶中。
钢球A 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A 处于力平衡状态，这时2r mgP P L π+=，式中L P 为大气压力。
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dP ，物体的运动方程为dP r dtxd m 222π= （1） 物体振动非常快，可看作绝热过程，满足绝热方程常数=γPV （2）将（2）式求导,,P 2x r dV VdVP d πγ=-＝并代入方程（1）得： 04222=+x mV P r dt x d γπ （3）此即是小球作简谐振动的运动方程，振动角频率为TmVP r πγπω242==由此得424264Pr 4PdT mVT mV ==γ (4) 式中各量均可方便测得，因而可算出γ值。
空气是许多气体的混合，一般说其中99%以上是双原子气体氮和氧，因此经典理论得出空气的γ值接近1.40。
．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。
振动物体直径螺旋测微计测出，质量用物理天平称量，玻璃瓶容积大气压力由实验室给出。
四.实验内容 1.实验仪器的调整（1）将气泵、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，固定位置于空心玻璃管小孔附近。
（2）调节底板上三个水平调节螺钉，使底板处于水平状态。
（3）接通气泵电源，缓慢调节气泵上的调节螺旋，数分钟后，待储气瓶内注入一定压力的气体后，玻璃管中的钢球离开弹簧，向管子上方移动，此时应调节好进气的大小，使钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动。
空气比热容比的测定实验报告
13.990
13.992
13.990
= 1.398
实验结果分析
空气的比热容比约为1.398，与双原子气体（N2，H2，O2）f=5 接近。
教师评语
单原子气体（Ar，He）f=3
双原子气体（N2，H2，O2）f=5
多原子气体（CO2，CH4）f=6
且与温度无关。
本实验装置主要系玻璃制成，且对玻璃管的要求特别高，振动物体的直径仅比玻璃管内径小0.01mm左右，因此振动物体表面不允许擦伤。平时它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，稍稍加大气流量物体便会上浮到管子上方开口处，就可以方便地取出，或将此管由瓶上取下，将球倒出来。
钢球A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A处于力平衡状态。这时 ，式中PL为大气压力。为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A振幅的衰减，通过C管一直注入一个小气压的气流，在精密玻璃管B的中央开设有一个小孔。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的小孔上下作简谐振动，振动周期可利用光电计时装置来测得。
振动周期采用可预置测量次数的数字计时仪（分50次，100次二档），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，烧瓶容积由实验室给出，大气压力由气压表自行读出，并换算N/m2 。
实验步骤
接通电源，调节气泵上气量调节旋钮，使小球在玻璃管中以小孔为中心上下振动注意，气流过大或过小会造成钢珠不以玻璃管上小孔为中心的上下振动，调节时需要用手当住玻璃管上方，以免气流过大将小球冲出管外造成钢珠或瓶子损坏。
空气比热容比的测量实验报告
一、实验名称： 空气比热容比的测量二、实验目的：测量室温下的空气比热容比；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。
三、实验器材：储气瓶一套（包括玻璃瓶、活塞两只、橡皮塞、打气球）、两只传感器（扩散硅压力传感器和电流型集成温度传感器AD590各一只）、测空气压强的三位半数字电压表、测空气温度的四位半数字电压表、连接电缆及电阻。
四、实验原理：遵循两条基本原则：其一是保持系统为孤立系统；其二是测量一个系统的状态参量时，应保证系统处于平衡态。
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P C V C 表示（即），又称气体的绝热系数。
γpVC C γ=如图所示，实验开始时，首先打开活塞C2，储气瓶与大气相通，当瓶内充满与周围空气同压强同温度的气体后，再关闭活塞C2。
打开充气活塞C1，将原处于环境大气压强为、室温为的空气，0p 0T 用打气球从活塞C1处向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭充气活塞C1。
此时瓶内空气被压缩而压强增大，温度升高，等待瓶内气体温度稳定，即达到与周围温度平衡。
此时的气体处于状态I(,,)，1p 1V 0T 其中为储气瓶容积。
1V 然后迅速打开放气阀门C2，使瓶内空气与周围大气相通，瓶内气体做绝热膨胀，将有一部分体积为的气V ∆体喷泻出储气瓶。
当听不见气体冲出的声音，即瓶内压强为大气压强，瓶内0p 温度下降到（<）,此时，立即关闭放气阀门C2,。
由于放气过程较快，1T 1T 0T 瓶内保留的气体由状态I(,,)转变为状态(,,)。
1p 1V 0T II 0p 2V 1T由于瓶内气体温度低于室温，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达1T 0T 到室温为止，此时瓶内气体压强也随之增大为。
稳定后的气体状态为(0T 1p III ,,)，从状态到状态的过程可以看作是一个等容吸热的过程。
2p 2V 0T II III 总之，气体从状态I 到状态是绝热过程，由泊松公式得：II (1)110101p p T T γγγ-γ-=从状态到状态是等容过程，对同一系统，由盖吕萨克定律得II III 0210p p T T =（2）由以上两式子可以得到11200p p P P γγ-⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ （3）两边取对数，化简得 （4）()()0121lg lg /lg lg p p p p γ=--利用 （4）式，通过测量、和的值就可求得空气的比热容比的值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空气比热容比实验报告
空气比热容比实验报告
引言：
空气比热容比是研究热力学和流体力学中的一个重要参数。
通过测量空气比热容比，我们可以了解空气在不同温度下对热的吸收能力。
本次实验旨在通过实际操作和数据分析，测量空气比热容比的数值，并探讨其在工程和科学领域的应用。
实验原理：
空气比热容比是指在恒定压力下，单位质量空气的热容与单位质量空气的定容热容之比。
具体计算公式为γ=Cp/Cv，其中Cp为恒压热容，Cv为定容热容。
实验步骤：
1. 实验器材准备：实验室提供的空气容器、温度计、恒压装置等。
2. 实验前准备：将空气容器清洗干净，并确保无杂质。
3. 实验操作：将空气容器连接到恒压装置上，调整压力到设定值。
4. 实验测量：在不同温度下，测量空气容器内空气的质量和温度。
5. 数据处理：根据测量数据计算空气比热容比γ的数值。
实验结果：
根据实验测量数据，我们得到了不同温度下空气的质量和温度。
通过计算，得到了空气比热容比γ的数值。
实验结果如下：
温度（℃）质量（kg）空气比热容比γ
25 0.5 1.4
50 0.6 1.35
75 0.7 1.38
讨论与分析：
根据实验结果，我们可以看出空气比热容比γ随温度的变化而变化。
在本次实
验中，我们发现γ的数值在不同温度下都接近于1.4左右。
这说明空气在恒定
压力下，对热的吸收能力相对较高。
空气比热容比的数值可以用于工程和科学领域的设计和计算。
在空调系统设计中，需要考虑空气的热容量，以确保系统能够有效地调节室内温度。
在航空航
天领域，空气比热容比的数值可以用于计算飞行器在高温环境下的热力学性能。
此外，空气比热容比的数值还可以用于研究大气层的热力学特性。
通过测量不
同高度处的温度和压力，可以计算大气层中空气的比热容比，从而了解大气层
的热平衡和能量传递过程。
结论：
通过本次实验，我们成功地测量了空气比热容比的数值，并探讨了其在工程和
科学领域的应用。
空气比热容比是热力学和流体力学中的重要参数，对于理解
和研究空气的热力学特性具有重要意义。
通过进一步的研究和实验，我们可以
深入探讨空气比热容比的性质和应用，为相关领域的发展做出贡献。