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空气比热容比讲义

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空气比热容比讲义钢丝杨氏模量的测定 空气比热容比的测定 气体的定压比热容CP和定容比热容CV之比 称为气体的比热容比。 是一个常用的物理量。在描述理想气体的绝热过程时, 成为了联系各个状态参量(P、V和T)的关键参数: (绝热过程,P、V之间满足关系:)    (1) 气体的比热容比 除了在理想气体的绝热过程的过程方程中起重要作用之外,它在热力学理论及工程技术的实际应用中也有着重要的作用,例如热机的效率、声波在气体中的传播特性都与之相关。 的测量方法很多,传统测量方法是热力学方法[1](绝热膨胀法)来测量,其优点是原理简单,而且有...

空气比热容比讲义
钢丝杨氏模量的测定 空气比热容比的测定 气体的定压比热容CP和定容比热容CV之比 称为气体的比热容比。 是一个常用的物理量。在描述理想气体的绝热过程时, 成为了联系各个状态参量(P、V和T)的关键参数: (绝热过程,P、V之间满足关系:)    (1) 气体的比热容比 除了在理想气体的绝热过程的过程方程中起重要作用之外,它在热力学理论及工程技术的实际应用中也有着重要的作用,例如热机的效率、声波在气体中的传播特性都与之相关。 的测量方法很多,传统测量方法是热力学方法[1](绝热膨胀法)来测量,其优点是原理简单,而且有助于加深对热力学过程中状态变化的了解,但是实验者的操作技术水平对测量数据影响很大,实验结果误差较大。本实验采用振动法[2]来测量,即通过测定物体在特定容器中的振动周期来推算出 值)。振动法测量具有实验数据一致性好,波动范围小,误差较小等优点。 [ 实验目的 ] (1)学习用振动法测定空气的比热容比。 (2)练习使用物理天平、螺旋测微器、数字式周期 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 仪、大气压计等。 [ 实验原理 ] 图-1 图-2 实验装置如图-1所示。本实验以贮气瓶A内的空气作为研究的热力学系统。在贮气瓶A正上方连接玻璃细管B,并且其内有一可自由上下活动的小球C,由于制造精度的限制,小球和细管之间有0.01mm到0.02mm的间隙。为了弥补从这个小间隙泄漏的气体,通过气泵持续地从贮气瓶的另一连接口D注入气体,以维持瓶内的压强保持恒定。适当调节气泵输出的流量,可以使小球在玻璃细管B内(中央一侧有一小孔K附近,如图-2所示)在竖直方向上来回振动:当小球在小孔K的下方并向下运动时,贮气瓶中的气体被压缩,压强增加;而当小球经过小孔向上运动时,气体由小孔膨胀排出,压强减小,小球又落下。其振动周期可利用周期记录仪测量出来。 若小球质量为 ,直径为 ,当其出于平衡状态时,瓶内气压 和大气压强 之间满足关系:                  (2) 当小球由平衡位置向下运动一个小距离 ,这导致贮气瓶内的压强变化 ,从而小球所受合力 为:                   (3) 由牛顿运动方程 ,得:                  (4) 另一方面,由于小球振动很快,可以近似作为绝热过程处理,于是贮气瓶内气体的压强 ,直和体积 满足(1)式的绝热方程。将(1)式求导,可得:                 (5) 再将 代入上式,有:                 (6) 把(6)式代入(4)式中,消去 后,得到一个关于变量 的方程:                 (7) 其中 。这是一个简谐振动方程,其周期为:                 (8) 化简后可得:                    (9) 若实验直接测得小球振动周期 、小球质量 、直径 、贮气瓶体积 ,再由(2)式计算出贮气瓶内气体的压强 ,最后把这些数据都代入上面的(9)式,比热容比 值就可以得到了。 [ 预习思考题 ] 1)​ 为什么 值大于1? 2)​ 理论上 值与气体分子的自由度有关,对于单原子气体(比如氦气)、双原子分子(比如氢气、氧气)、多原子分子气体(比如二氧化碳)的 值分别是多少?从而解释为什么空气的比热容比标准值) ? [ 实验内容与步骤 ] 1、实验步骤 (1)​ 用螺旋测微计和天平分别测量小球的直径 、质量 。测量备用小球的直径即可,请勿取出贮气瓶中的小球。 (2)​ 读出贮气瓶体积 (已标注在每个瓶上了)和大气压强 。 (3)​ 按图-1连接接好实验装置。 (4)​ 由小到大调节气泵的输出气量,使得小球有规律地均匀振动。注意:小球的振幅不宜过大,小球向下运动时不能碰到下面的限位弹簧,向上不能碰到管顶端的限位胶圈。观察周期记录仪上的指示灯,应随着每次振动而有规律地闪烁,这就 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 示可进入下一步测量振动周期了。 (5)​ 根据实验仪器主控窗口中的提示依次输入“实验气体类型”、“小球的直径 ”(分别输入三次测量数值)、“小球质量 ”、“玻璃容器(贮气瓶)体积 ”、“大气压强 ”、“振动次数”( 次)。然后开始小球振动周期 的测量,重复测量5次。 (6)​ 实验完成后再次输入大气压强 的数值。 (7)​ 若实验结果与 的标准值1.402偏差超过5%,请调整仪器重新测量。若实验结果偏差在5%之内,可以关闭气泵,结束实验。 2、数据记录与处理 (1)​ 本实验的原始数据记录表如表-1所示。把测量数据填入表-1(见附后)中。 (2)​ 根据实验数据,用(9)式计算空气的比热容比 。注意:(9)式中的压强 是指瓶内气压,而不是大气压强 。利用误差 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 理论,写出误差的表达式,由每个原始数据的误差计算出比热容比 的不确定度 ,写出 的标准表达式 。同时,将测量结果同标准值 =1.402比较,计算百分偏差 。 [ 习题与讨论 ] (1)​ 如果理论模型和公式推导都是成立的,那么误差就仅仅来源于每个原始数据的测量。这样标准值 就应该在 的范围内,即:            (10) 你的实验结果满足(10)式吗? (2)​ 如果你的实验结果不满足(10)式,这说明了什么?试分析理论模型和公式推导中可能带来误差的地方。 [ 参考文献 ] [1] 王植恒,何原,朱俊主编, 大学物理实验, 高等教育出版社,2008,118~125 [2] 王云才主编,大学物理实验教程, 科学出版社,2008年,127~130 附: 表-1空气比热容比的测量 原始数据记录表 实验气体类型: (  )空气   (  )氧气   (  )其它气体:________________ 大气压强 (KPa) =_______(KPa) 开始实验时 结束实验时 平均值 小球直径 (mm) =______(mm) =0.005(mm) 1 2 3 平均值 小球质量 (g) =________(g) =0.01(g) 1 2 3 4 5 平均值 玻璃容器(贮气瓶)体积 =___________(ml) = 50 (ml) 振动次数 =_______(次),测得振动 次的时间 1 2 3 4 5 振动周期 =____________(S)(平均值)
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分类:工学
上传时间:2011-03-03
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