实验五空气比热容比的测定

实验五空气比热容比的测定 实验五 空气比热容比的测定 气体的比热容比γ(亦称绝热指数)，是一个重要的热力学参量。 测量γ值的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有多种，绝热膨胀测量γ是一种重要的方法。传统的比热容比实验大多是利用开口U型水银压力计测量气体的压强，用水银温度计测温度，测量结果较为粗略。本实验采用的是高灵敏度的硅压力传感器和高灵敏温度传感器，分别测量气体的压强和温度，克服了原来实验中的不足，实验时能更明显地观察 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 热力学现象，实验结果较为准确。 【实验目的】 1、 学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比γ; 2、 观察和分析热力学系统的状态和过程特征，掌握实现等值过程的方法。 *3、了解硅压力传感器的工作原理，掌握其使用方法。 【实验原理】 测量比热容比的原理 一 单位质量(1kg)的物质温度升高(或降低)1?所吸收(或放出)的热量称为这种物质的比热容。同一种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过程及等压过程，气体的比热容有定容比热容C和定压比热容C。定容比热容是将气体在保证体积不VP 变的情况下加热，当温度升高1 ?时所需的热量;而定压比热容则是在保持压强不变的情况下加热，温度升高1?所需的热量。显然，对同一种气体C>C,因为定压膨胀过程要对外PV 做功。{对理想气体C,C=R, R=8.31J/mol?k,为气体普适恒量}。通常称γ=C/C为该PVPV气体的比热容比。 pV 理想气体的压强p、体积V、温度T，在任何状态下都遵守气态方程。此外，,常量CT ,,在准静态绝热过程中还遵守绝热过程方程。因此γ亦称为绝热指数。γ的大小与pV,C 气体种类有关，还与温度有关。对同一种气体，在常温下γ基本不随温度变化。 测量装置如图示(见实物)。以储气瓶内空气作研究的热力学系统，进行如下实验过程。 (1) 首先打开放气阀A，储气瓶与大气相通，再关闭阀 A;瓶内充满与外界同温、同压气体。 (2) 打开进气阀B，用充气球向瓶内打气，充入一定量气体，然后关闭进气阀B。此时瓶内空气被压缩，压强p增大，温度升高。等待内部气体温度稳定，即达到与周围温度 平衡，此时气体处于状态“?”。 (p,V,T)110 (3 )迅速打开放气阀A，使瓶内气体与大气相通，当瓶内气体压强降至p时，立即0关闭阀A，将有体积ΔV的气体喷泻出储气瓶。由于放气过程较快，瓶内保留的气体来不及与外界进行热交换，可以认为是一个绝热膨胀过程。此过程后，瓶中保留的气体由状态 “?” 转变为状态“?”。V为储气瓶的容积，V为保留在瓶内这部分(p,V,T)(p,V,T)21110021 气体在状态“?”时的体积，T为绝热膨胀后的温度。 (p,T)110 4)由于瓶内气温T低于室温T，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温T(100为止。此时瓶内气体压强随之增大为p，则稳定后的气体状态为“?”。从状(p,V,T)2220态“?”?状态“?”的过程可看作是一个等容吸热的过程( ? VT] ? [PVT] ? [PVT] [P?110021220p ? 等温线绝等? 热容? 膨吸? 绝胀热 等热 线容 ? 线 总之，“?”?“?”?“?的过程如图示 v ? ???是绝热过程.由绝热过程方程 ,, PV,PV(1)1102 状态?、?温度均为T，由气态方程得 0 PV,PV(2)1122 由式(1)、(2 )消去 V、V 得 12 p1ln()p0, ,(3)p1ln()p2 由式(3)可以看出，只要测得P、P、P，就可求得空气的比热容比γ. 012 【实验仪器】 (1) 空气比热容比测定仪(型号 GK—NCD ) (2) 福丁气压计(Forton) 【实验内容】 (1) 按图连接仪器电路，开启电源预热 10分钟;然后用调零电位器调压力 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 零点，使 三位半数字气压表的示值调到零. (2) 用福丁气压计测大气压强P，用水银温度计测量室温t(测定仪显示温度仅供参考)00 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 P、t. 00 (3) 打开、然后关闭放气阀A;打开进气阀B ，用充气球向瓶内充气，使压强升高10, 12kpa左右.关闭充气阀B，待瓶中气体温度降至室温且压强稳定时(约3~4分钟)， ).记录P. 瓶内气体状态为“?”(P、T101 (4) 迅速打开放气阀A，瓶内将有ΔV的气体突然喷出，发出“嗤”的一声。当瓶内压强 降到P、T) 时(“嗤”声刚结束)，立即关闭阀A.此时瓶内气体状态为“?”(P001(5) 待瓶内气温从T升到室温T，且压强稳定后，此时瓶内气体状态为“?”(P、T).1020 记录P. 2 每次测出一组压强值:P、P、P;利用式(3)计算γ值。重复5次，计算平均值、算术,012 平均误差Δγ和相对误差E. γ测量表 室温,,,,,,? 气压,,,,,,,,a,, 次数 PP?Δγ? 1 , lnpp10 ,,lnpp12读数ΔPP+ΔP读数ΔP P+ΔP 1 01 202 , , , , , 6 ,平均值 Δγ ,,,,,,,, ,,,,E,/,,, 【注意事项】 (1) 实验前应检查系统是否漏气,方法是:关闭放气阀A，打开充气阀B，用充气球向瓶内打气，使瓶内压强升高1000,2000Pa左右，观察压强是否稳定，若一直下降则说明系统 有漏气之处，须找出原因。 (2)做好本实验的关键是放气要进行得十分迅速。即打开放气阀后又关上放气阀的动作要快捷，使瓶内气体与大气相通要充分且尽量快地完成。 (3)转动充气阀与放气阀的活塞时，一定要一手扶住活塞，另一只手转动活塞。 (4)本实验所用的硅压力传感器是生产厂家已经标定好的，无需重新标定。数字式表盘示值为压强差ΔP，被测气体压强=( P+ΔP).式中P为大气压强。由于硅压力传感器灵敏度00 不完全相同，它与测试仪是配套的，不能互换使用。 【思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 】 (1) 本实验研究的热力学系统，是指哪部分气体, (2) 实验时P的取值大小对测量γ来说是大些好还是小些好,为什么, 1 【附录】福丁气压计 Forton气压计是常用的水银气压计。它有一根长约80 cm内径6mm的玻璃管，上端封闭、 下端开口，内部充有水银的玻璃管垂直倒插在水银杯内构成。管内水银柱的上端是真空。 玻璃管和水银杯都装在黄铜管内。大气压强p作用于杯内的水银面上，使玻璃管内的水0 银面上升,上升高度H与环境气压成正比.水银柱重量与大气压强的作用力相平衡，即 ，ρ为水银密度，g为当地重力加速度。高度H由黄铜管上的标尺和P,,gh(SI单位)0 游标测量。测量时先调节底部的调零旋钮，使杯内的水银面刚好与象牙针尖接触，此时 杯中的水银面就是标尺的零位。然后眼睛与游标零线(即游标端面)保持水平，调节游 标旋钮，使游标下移直至游标零线与水银凸面相切，读出H值。气压计中部有一只温度 计——读测温度. 由于气压计是在0?下标定的，而水银的密度会随着温度的升高而变小，因而水银 柱的高度H会偏大。另外，黄铜标尺的长度也会随温度变化。这两点都会引起系统误差， 应该对H进行修正。其修正值为 ,5,5,H,(18.2,1.9)，10,Ht,16.3，10Ht -5式中，t为测量时的大气温度(?，)由黄铜管上的水银温度计读出;18.2×10?是水银 -5的体膨胀系数;1.9×10? 是黄铜的线膨胀系数.修正后的大气压强为 P=H,ΔH 0