2、熱容CP與定體熱容CV的比值，即氣體的比熱容比，也稱為氣體的絕熱系數(shù)。 2氣體的定壓熱容CP和定容熱容CV是多少？ 氣體的比熱容有兩種：定壓熱容CP和定容熱容CV。 定壓熱容CP是在壓力恒定的情況下，1kg氣體溫度升高（或降低）1時(shí)吸收（或放出）的熱量。 定容熱容CV是1kg氣體在保持體積不變的情況下，溫度升高（或降低）1時(shí)吸收（或放出）的熱量。 3如何確定氣體的比熱容比？如圖1所示，首先關(guān)閉活塞C2，將環(huán)境大氣壓P0、室溫t0的空氣快速?gòu)幕钊鸆1送入儲(chǔ)氣瓶B。瓶?jī)?nèi)空氣達(dá)到狀態(tài)（P1，t1，V1）。 由于快速充氣時(shí)，瓶?jī)?nèi)的空氣壓縮得非常快，可以近似認(rèn)為是絕對(duì)的。
3、熱壓縮過程，這個(gè)過程使瓶?jī)?nèi)氣壓和溫度升高，所以P1>P0，t1>t0。 關(guān)閉活塞 C1。 瓶?jī)?nèi)空氣穩(wěn)定后，達(dá)到狀態(tài)（P1比熱容教案，t0，V1）。 V1為儲(chǔ)氣瓶的容積。 系統(tǒng)從狀態(tài)到狀態(tài)的過程是一個(gè)等容放熱過程，其溫度從t1下降到t0。 將壓力從P1降低到P1，如圖2所示。突然打開活塞C2，使瓶?jī)?nèi)空氣與大氣相通。 系統(tǒng)達(dá)到狀態(tài)（P0，t1，V2）后，迅速關(guān)閉活塞C2。 由于放氣過程很短，從狀態(tài)到狀態(tài)的轉(zhuǎn)變可以認(rèn)為是一個(gè)絕熱膨脹過程，P1<P0，t0<t1，這個(gè)絕熱過程應(yīng)滿足方程，即關(guān)閉活塞C2后，氣體溫度在狀態(tài)（P0，t1，V2）將增加。 當(dāng)。。。的時(shí)候
4. 當(dāng)達(dá)到溫度t0時(shí)，系統(tǒng)切換到狀態(tài)（P2，t0，V2）。 從狀態(tài)到狀態(tài)的過程是等容吸熱過程。 溫度從t1上升到t0，導(dǎo)致壓力從P0上升到P2。 氣體系統(tǒng)從狀態(tài)（P1，t0，V1）到狀態(tài)（P2，t0，V2）的變化是等溫膨脹過程，應(yīng)滿足該過程。 由此，可以獲得空氣的比熱容比g。 值為： 4.空氣比熱容比測(cè)量?jī)x 壓力傳感器是如何測(cè)量壓力的？ 擴(kuò)散硅壓力傳感器與儀表放大器相連，配有三位半數(shù)字電壓表，顯示待測(cè)氣體壓力。 當(dāng)待測(cè)氣體壓力為環(huán)境大氣壓P0時(shí)，數(shù)字電壓表為0，因此使用前需要調(diào)零； 當(dāng)被測(cè)氣體壓力P=P0+10.00 kPa時(shí)，數(shù)字電壓表為P'=
5. 200mV，故待測(cè)氣體壓力為。 該公式的意思是讀數(shù)相當(dāng)于1.000×105 Pa。儀器的氣壓靈敏度為20mV/kPa，測(cè)量精度為5Pa。 5. 在實(shí)驗(yàn)中，我們指的是熱力學(xué)系統(tǒng)中氣體的哪一部分？ 熱力學(xué)系統(tǒng)所指的氣體是處于(P1，t0，V1)狀態(tài)的氣體。 2、注意事項(xiàng)：氣體系統(tǒng)打開活塞C2處于放氣狀態(tài)。 當(dāng)聽到放氣聲時(shí)，活塞C2應(yīng)迅速關(guān)閉。 過早或過晚關(guān)閉活塞C2都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)要求并引入誤差。 由于數(shù)字電壓表有遲滯顯示，關(guān)閉活塞C2聽聲音比看電壓表更可靠。 第三課后思考題： 1 當(dāng)空氣達(dá)到狀態(tài)（P1，T0，V1）時(shí)，如果是發(fā)現(xiàn)儀器的顯示數(shù)字P1'持續(xù)減少
6、沒有穩(wěn)定的數(shù)字。 問題是什么？ 2 實(shí)驗(yàn)步驟3：打開活塞C2放氣，關(guān)閉C2直至放氣完成。 為什么要聽聲音？ 3實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)在哪一步運(yùn)行時(shí)經(jīng)歷了絕熱過程？ 是絕熱壓縮還是絕熱膨脹？ 應(yīng)該滿足什么關(guān)系？ 4、系統(tǒng)從狀態(tài)（P1，t0，V1）轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)（P2，t0，V2）的熱力學(xué)過程是怎樣的，滿足什么關(guān)系？ 5 請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)操作的每一步。 系統(tǒng)經(jīng)歷了怎樣的熱力學(xué)過程？ 請(qǐng)?jiān)赑V圖上定性地畫出每個(gè)過程。 四川大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃【理、工、醫(yī)】 實(shí)驗(yàn)名稱 空氣比熱容比的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?（1）用絕熱膨脹法測(cè)定空氣比熱容比。 (2)觀察熱力學(xué)過程中的狀態(tài)變化和基本物理規(guī)律。 (3)學(xué)習(xí)氣壓傳感器與電流型集成
7、溫度傳感器的原理及使用。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，原來在環(huán)境壓力P0和室溫T0下的空氣狀態(tài)稱為狀態(tài)0（P0，T0）。 關(guān)閉放氣閥，打開充氣閥，用充氣球?qū)h(huán)境壓力P0、室溫T0的空氣通過充氣閥壓入儲(chǔ)氣瓶。 此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣壓增大，溫度升高。 當(dāng)抽速很快時(shí)，這個(gè)過程可以近似認(rèn)為是絕熱壓縮過程。 關(guān)閉充氣閥，當(dāng)氣壓穩(wěn)定后，達(dá)到狀態(tài)I（P1，T1）。 隨后，瓶?jī)?nèi)氣體通過容器壁與外界進(jìn)行熱交換，使溫度逐漸降低，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)II（P2，T0）。 這是一個(gè)等容放熱過程。 快速打開排氣閥，使瓶?jī)?nèi)空氣與外界大氣相通。 當(dāng)壓力下降到P0時(shí)（此時(shí)壓力顯示為0.0mV），立即關(guān)閉放氣閥。由于放氣時(shí)間很短，這個(gè)過程可以近似認(rèn)為是
8.絕熱膨脹過程。 瓶?jī)?nèi)的氣壓和溫度降低。 當(dāng)氣壓穩(wěn)定后，瓶?jī)?nèi)空氣達(dá)到狀態(tài)III（P0，T2）。 隨后，瓶?jī)?nèi)空氣通過容器壁與外界進(jìn)行熱交換，使溫度逐漸升至T0，最后達(dá)到狀態(tài)IV（P3，T0）。 這是等容吸熱過程。 整個(gè)過程可表示為 0 (P0, T0) 絕熱壓縮 I (P1, T1) 等容放熱 II (P2, T0) 絕熱膨脹 III (P0, T2) 等容吸熱 IV (P3, T0) 其中，過程比熱容教案，對(duì)測(cè)量沒有直接影響。 這兩個(gè)過程的目的是獲得壓縮空氣，同時(shí)可以觀察氣體在絕熱壓縮過程和等容放熱過程中的狀態(tài)變化。 有兩個(gè)過程對(duì)測(cè)量結(jié)果有直接影響。該過程是絕熱膨脹過程，滿足理想氣體絕熱方程（1）。 該過程為等容吸熱過程，滿足理想氣體絕熱方程（1）。
9. 氣態(tài)議程 (2) 將式(2)代入式(1)，可得 (3) 兩邊取對(duì)數(shù)，可得 (4) 用相對(duì)壓力變化來表示 且當(dāng)，則有，何時(shí)，有。 此時(shí)，式(4)可簡(jiǎn)化為(5)。 根據(jù)式（5），只要測(cè)出 和 ，即可計(jì)算出空氣的比熱容比。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及總結(jié) (1) 按圖1所示連接電路，接線時(shí)請(qǐng)注意AD590是PN結(jié)器件。 正負(fù)極不要接錯(cuò)（紅線為E極，黑線為負(fù)極）。 取電阻盒的阻值，單路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為V。打開電源，讓儀器預(yù)熱20分鐘，打開放氣閥，關(guān)閉充氣閥，然后使用調(diào)零電位器將三位半電壓表讀數(shù)調(diào)為零。 (2)關(guān)閉放氣閥，打開充氣閥，用充氣球?qū)⒃咎幱诃h(huán)境大氣壓和室溫的空氣通過充氣閥壓入儲(chǔ)氣瓶。 等到瓶?jī)?nèi)氣壓達(dá)到
10、當(dāng)接近160.0mV時(shí)，關(guān)閉充氣閥。 觀察此過程中瓶?jī)?nèi)氣體壓力和溫度的變化，當(dāng)兩者達(dá)到穩(wěn)定時(shí)記錄壓力和溫度。 (3)等待一段時(shí)間。 當(dāng)瓶?jī)?nèi)空氣溫度下降時(shí)，記錄氣壓。 (4)快速打開放氣閥。 當(dāng)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)空氣壓力降至環(huán)境大氣壓時(shí)（放氣聲音消失時(shí)），迅速關(guān)閉放氣閥。 觀察此過程中儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力和溫度的變化，記錄穩(wěn)定溫度。 (5)等待一段時(shí)間。 當(dāng)瓶?jī)?nèi)空氣溫度升至放氣前溫度時(shí)，記錄氣壓。 (6) 重復(fù)步驟25。重復(fù)時(shí)，充氣壓力分別接近30.0mV、70.0mV、100.0mV、130.0mV，無需記錄氣溫變化。 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)與難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞與通縮過程密切相關(guān)。 通縮越多，r值越小，反之，r值越大。 由于實(shí)驗(yàn)過程中（尤其是早上實(shí)驗(yàn)）室溫普遍升高，所以不能嚴(yán)格按照書上的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 思考問題（1）有影響，因?yàn)楣剑?）是從絕熱過程推導(dǎo)出來的。 如果不滿足絕熱條件，則不能用該公式進(jìn)行計(jì)算。 實(shí)際運(yùn)行中，讀取總和時(shí)氣體溫度不會(huì)歸零，因?yàn)樽x數(shù)與讀數(shù)之間的溫差很小（0.20.4k），因此讀數(shù)與代入式（5）之間存在計(jì)算誤差也很小。 (2) 以瓶?jī)?nèi)殘留空氣為工質(zhì)，其PV圖如左圖。 PI III 0 III V 參考文獻(xiàn) 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 四川大學(xué)出版社 物理量測(cè)量科學(xué)出版社 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 清華大學(xué)出版社 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)圖片 國(guó)防工業(yè)出版社 熱學(xué)高等教育出版社
