空气比热容比的测定课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5.1,空气比热容比的测定,实验目的,实验仪器,思考问题,实验原理,实验内容,数据处理,5.1 空气比热容比的测定 实验目的实验仪器思考问题实验原理,1,实验目的,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,了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性,返回,实验目的 用绝热膨胀法测定空气的比热容比 返回,2,实验仪器,FD-NCD,型空气比热容比测定仪,本实验采用的,FD-NCD,型空气比热容比测定仪由扩散硅压力传感器、,AD590,集成温度传感器、电源、容积为,1000ml,左右玻璃瓶、打气球及导线等组成,气压计,水银温度计,返回,实验仪器FD-NCD型空气比热容比测定仪返回,3,FD-NCD,空气比热容比测定仪示意图,返回,FD-NCD空气比热容比测定仪示意图 返回,4,1.,充气阀,B 2.,扩散硅压力传感器,3.,放气阀,A 4.,瓶塞,5.AD590,集成温度传感器,6.,电源,7.,贮气玻璃瓶,8.,打气球,返回,1.充气阀B 2.扩散硅压力传,5,测定仪电源面板示意图,返回,1.,压力传感器接线端口,2.,调零电位器旋钮,3.,温度传感器接线插孔,4.,四位半数字电压表面板（对应温度）,5.,三位半数字电压表面板（对应压强）,测定仪电源面板示意图 返回 1.压力传感器接线端口 2.,6,AD590,集成温度传感器,返回,AD590,是一种新型的半导体温度传感器，测温范围为,-50C,150C,。当施加,4V,30V,的激励电压时，这种传感器起恒流源的作用，其输出电流与传感器所处的温度成线性关系。如用摄氏度,t,表示温度,则输出电流为,AD590集成温度传感器 返回AD590是一种新型的半导体温,7,=1A/C,对于,I,0,，其值从,273,278A,略有差异。本实验所用,AD590,也是如此。,AD590,输出的电流,I,可以在远距离处通过一个适当阻值的电阻,R,，转化为电压,U,，由公式,I,U,/,R,算出输出的电流，从而算出温度值。若串接,5K,电阻后，可产生,5,C,的信号电压，接,0,2V,量程四位半数字电压表,最小可检测到,0.02C,温度变化。,AD590,集成温度传感器,返回,=1A/C 对于I0，其值从273278A略有差,8,扩散硅压力传感器,扩散硅压力传感器是把压强转化为电信号，最终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。它显示的是容器内的气体压强大于容器外环境大气压的压强差值。当待测气体压强为,P,0,+10.00KPa,时，数字电压表显示为,200mV,，仪器测量气体压强灵敏度为,20mV/KPa,，测量精度为,5Pa,。可得测量公式：,P,1,=,P,0,+,U,/2000,其中电压,U,的单位为,mV,，压强,P,1,、,P,0,的单位为,10,5,P,返回,扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器是把压强转化为电信号，最终,9,理想气体的压强,P,、体积,V,和温度,T,在准静态绝热过程中，遵守绝热过程方程：等于恒量，其中 是气体的定压比热容和定容比热容之比，通常称 为该气体的比热容比（亦称绝热指数）,我们以贮气瓶内空气（近似为理想气体）作为研究的热学系统，试进行如下实验过程：,实验原理,返回,理想气体的压强P、体积V和温度T在准静态绝热过程中，遵守绝热,10,返回,返回,11,III,是绝热过程，由绝热过程方程得,状态,I,和状态,III,的温度均为,T,0,，由气体状态方程得,合并式上两式，消去,V,1,、,V,2,得,由上式可以看出，只要测得 就可求得空气的绝热指数。,返回,III是绝热过程，由绝热过程方程得 状态I和状态III的温,12,实验内容,打开放气阀,A,，连接电路，集成温度传感器的正负极请勿接错，电源机箱后面的开关拨向内。用气压计测定大气压强 ，用水银温度计测环境室温 。开启电源，让电子仪器部件预热,20,分钟，然后旋转调零电位器旋钮，把用于测量空气压强的三位半数字电压表指示值调到“,0”,，并记录此时四位半数字电压表指示值,关闭放气阀,A,，打开充气阀,B,，用充气球向瓶内打气，使三位半数字电压表示值升高到,100mV,150mV,。然后关闭充气阀,B,，观察 、的变化，经历一段时间后，两者指示值不变时，记下（，），此时瓶内气体近似为状态,I,（,）。注：对应的温度值为,T.,返回,实验内容打开放气阀A，连接电路，集成温度传感器的正负极请勿接,13,迅速打开放气阀,A,，使瓶内气体与大气相通，由于瓶内气压高于大气压，瓶内,V,体积的气体将突然喷出,发出“嗤”的声音。当瓶内空气压强降至环境大气压强 时（放气声刚结束），立刻关闭放气阀,A,，这时瓶内气体温度降低，状态变为,II,。,当瓶内空气的温度上升至温度,T,时，且压强稳定后，记下（，）此时瓶内气体近似为状态,III,（,）,打开放气阀,A,使贮气瓶与大气相通，以便于下一次测量,迅速打开放气阀A，使瓶内气体与大气相通，由于瓶内气压高于大气,14,数据处理,用下面的公式计算压力传感器对应的压强值,P,=,P,0,+,U,/2000,其中电压,U,的单位为,mV,，压强,P,、,P,0,的单位为,10,5,Pa,。,由以下公式计算空气的绝热指数,返回,数据处理用下面的公式计算压力传感器对应的压强值 返回,15,测量值,/mV,计算值,状态,I,状态,III,P/,10,5,Pa,返回,数据记录表,测量值/mV计算值状态 I状态IIIP/105Pa返回数据,16,思考题,本实验研究的热力学系统，是指那部分气体？,实验时若放气不充分，则所得值是偏大还是偏小？为什么？,返回,思考题本实验研究的热力学系统，是指那部分气体？返回,17,