SQLSERVER2005入门

1、.27第3章 基础实验实验3.4 空气比热容比的测定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，用符号表示。（即），它是一个重要的参量，经常出现在热力学方程中。随气体种类的不同而有不同的值，在一定的温度下，单原子气体的值差不多相同，双原子气体的值也差不多相同，但两者又有不同，值这个物理量在热力学中经常会用到，测定的方法也很多，我们采用绝热膨胀法。【实验目的】1学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。2观察绝热膨胀、等容升温等过程中的状态变化，进一步理解其中的物理规律。【实验仪器】空气比热容比测定仪【实验原理】如图3-12所示，储气瓶C的瓶口用橡皮塞塞紧，橡皮塞上插入一个大口径的排气阀门S2

2、和一个弯成直角的细玻璃管。细玻璃管用橡皮管与有U形压差计的三通管相连，三通管一端连接一个单通阀门S1与打气球A相连。图3-12 空气比热容比测定仪示意图先假定实验时，室内温度T0保持不变，用打气球A，经S1将少量空气打入大储气瓶内（相当于虚线上方的部分），关闭S1，此时瓶内气压为P1，显然比瓶外的气压略高，其数值可由压差计U的差值读出，设大气压强为P0，压差计两边的高度差为h1，则（3-15）设想储气瓶中虚线下方之体积为一定量气体，其体积为V1，在瓶内温度稳定与室温T0相等以后（此时压差读数为h1），将大口径阀门S2旋开，因瓶内压强大于瓶外压强，故瓶内一部分气体冲出瓶外（虚线上方的气体冲出瓶外

3、），瓶内外压强相等，迅速关闭S2，于是瓶内体积为V1之气体恰好布满全瓶，设全瓶的体积为V2，这时瓶内的压强为P0（即与大气压强相等）。因为S2的口径较大，打开时内外压强极易平衡，膨胀极快，时间极短，冲出瓶外的气体已经没有意义，留在瓶内的体积为V1的气体迅速膨胀到V2，压强减小，温度降低。这个过程时间极短（即S2打开到关闭），瓶内来不及有热量传递，我们可以认为是绝热过程。因为是绝热膨胀，瓶内温度下降到T2，再过几分钟瓶内气体通过瓶壁吸收热量，又恢复到室温T0，而瓶内气体的体积V2不变（定容过程），温度升高，因此压强增加为P2，式中h2为放气后再次稳定下来之后，压差计两边的高度差。显然（3-16）

4、实验中系统经历3个状态:气体由状态I至状态II是绝热过程，应有（3-17）另外由于气体处于状态和状态时，气体的量不变，温度相同时由玻意耳马略特定律可得： （3-18）对式（3-18）两边同时做次方的数学处理可得： （3-19）由式（3-17）和式（3-19）可得（3-20）式（3-20）两边同时取对数可得： （3-21）由于P1接近一个大气压强，压差计读数h1及h2与大气压强相比甚小，故将式（3-21）展开为级数，略去高次项并无显著误差，则有（3-22）HB-2空气比热容比测定仪的实验装置如图3-13所示，由于U形压差计容易损坏、使用和读数也很不方便，所以HB-2空气比热容比测定仪增加了差压传

5、感器，可以减少实验误差。图3-13 B 2空气比热容比测定仪示意图差压传感器是用电阻应变片贴在膜片上，当膜片受力发生形变时，电阻应变片的阻值相应地发生变化，因而电阻应变片两边的电压降也随之变化。因此，我们的差压传感器所给出的数值，正是这种变化所产生的电压降的毫伏数。由于我们实验中的值是一个比值，它本身没有量纲，因此，我们用两个毫伏值的比值，同样可以求出值，即（3-23）【实验步骤】1开启电源，仪器预热5min。2开放充气阀门S1（见图3-12），让瓶内外压强相等（压差应为零），调节“调零”旋钮使差压传感器的指示为零，然后向瓶内打气，直到压差数值约为15.00mV左右，即停止打气。3关闭S1等待

6、35min，待差压表读数稳定不变时，读取差压表读数V1（mV），同时观察温度表读数并记录之。4然后按下放气按钮，电磁阀打开，由定时电路控制放气时间（约0.3s左右，可以调节），电磁阀自动关闭，此时瓶内温度因绝热膨胀而下降，几分钟后，又恢复到原来的温度，待差压表再次稳定之后（温度指示又回到放气前的温度），再读取差压表示数V2（mV）。5重复步骤245次，并求平均值。【数据处理】将所测数据填入表3-1，求出。表3-1测量数据序 号V1V212345结果表示为。其中，。【注意事项】1差压传感器和温度传感器若未连接到测试仪上时，两数字表显示为随机状态。2根据差压传感器的有关参数及实际测量结果，每毫伏电压降相当于1.47cm水柱的高度。3打气时注意差压表读数，一般毫伏表读数在1516mV即可，不要超过数字毫伏表的量程（20mV），否则压差过大会损坏差压传感器。4室温时干燥空气中：氧气（O2）约占21%，氮气（N2）约占78%，氩气（Ar）约占1%，所以空气比热容比的理论值为5由于差压传感器有滞后现象，因此即使温度恢复到放气前的温度，也需要等待片刻，以便差压传感器正常反应出瓶内外压差之后，再记取差压传感器读数。6注意系统密封性，检查是否