空氣比熱容比測定及計算方法

然後迅速開啟放氣閥c2，使瓶內空氣與大氣相通，當瓶內壓強降至p0時，迅速關閉c2，將有體積為⊿v的氣體噴瀉出貯氣瓶。由於放氣過程很短，瓶內保留的氣體來不及與外界進行熱交換，可認為是乙個絕熱膨脹過程。瓶內保留氣體壓強減小，溫度降低，到達狀態ii（p0、t1、v2）。

v2為貯氣瓶體積，v1為保留在瓶中這部分氣體在狀態i時的體積。絕熱膨脹過程應滿足絕熱方程：

p1·=p01）

在關閉c2後，由於瓶內氣體溫度低於室溫，將從外界吸熱，溫度公升高，到室溫t0為止，瓶內氣體壓強也隨之增大到p2，穩定後狀態為iii（p2、t0、v2）。從狀態ii至狀態iii的過程可看作是乙個等容吸熱過程。總之，由狀態i至狀態ii至狀態iii的過程如圖（a）（b）所示。

原狀態為i（p1、t0、v1）體系改變為狀態iii（p2、t0、v2），溫度不變，由氣體狀態方程可得：

p1·v1=p2·v22）

合併（1）和（2）式，消去v1、v2可得：

r =（logpo-logp1）/（logp2-logp1）（3）

由（3）式可以看出，只要測量p0、p1和p2值，就可求得空氣比熱容比r的值。

四、實驗內容：

1、按圖〈一〉接好儀器的電路，ad590的正負極請勿接錯。開啟電源，將電子儀器部分預熱20分鐘，然後用調零電位器調節零點，把三位半數字電壓表示值調到0。記下大氣壓強p0。

2、把活塞c2關閉，活塞c1開啟，用打氣球把空氣穩定地徐徐進入貯氣瓶內，用壓力感測器和ad590溫度感測器測量空氣的壓強和溫度，記錄瓶內壓強均勻穩定時壓強對應電壓值和溫度對應電壓值t0。

3、突然開啟活塞c2，當貯氣瓶的空氣壓強降低至環境大氣壓強p0時（這時放氣聲消失），迅速關閉活塞c2。

4、當貯氣瓶內空氣的溫度上公升至室溫t0時記下貯氣瓶內氣體的壓強p2和溫度對應電壓值。

5、用公式（3）進行計算，求得空氣比熱容比值。

五、注意事項：

1、貯氣瓶加壓大小不能超過150mv。

2、實驗內容3開啟活塞c2放氣時，當聽到放氣聲結束應迅速關閉活塞，提早或推遲關閉活塞c2，都將影響實驗要求，引入誤差。由於數字電壓表尚有滯後顯示，如用計算機實時測量，發現此放氣時間約零點幾秒，並與放氣聲產生消失很一致，所以關閉活塞c2用聽聲更可靠些。

3、做完實驗，活塞c1、c2放置於豎直導通狀態。

4、由於矽壓力感測器各只靈敏度不完全相同，一台儀器配乙隻專用感測器，請勿將顯示器與壓力感測器互換。

六、實驗資料：

p1=p0+/20mv；p2=p0+/20mv;

r= log (p1/p0) / log(p1/p2)

溫度=電壓值/5mv-273= （℃）

理論值r=1.402，百分誤差。