大学物理实验报告实验3-5空气比热容比的测量一、实验目的：测量室温下的空气比热容比二、实验原理：理想气体的定压摩尔热容为又称摩尔热容比。瓶内贮入气体后，将瓶内的气体看成由两部分组成，一部分是放气后进入大气的气体，另一部分是放气前在瓶内具有体积V1，放气后，这部分气体充满贮气瓶，体积为V2，以放气后留在瓶内的这部分气体为系统，实验中系统经三个状态，lglglglg（3-5-3）所以只要测出环境大气压强，即可通过上式求出气体的比热容比。三、实验器材：储气瓶一套（包括玻璃瓶、活塞两只、橡皮球、打气球）、两只传感器（扩散硅压力传感器和电流型集成温度传感器AD590各一只）、测量空气压强的三位半数字电压表、测空气温度的四位半数字电压表、连接电缆以及电阻。四、实验步骤：（1）按图3-5-2接线，注意AD590的正负极。用Forton式气压计测定大气压强，（2）开启电源，将电子仪器部分预热20min，然后用调零电位钮调节零点，把三位半数字电压表示值调到0。打开，用打气球把空气稳定地徐徐输入贮气瓶内，关闭活塞，稳定后测量并记录此时温度（该温度即为瓶内气体的温度，也为室温T0（），此温度在电压表上显示为，再测量并记录瓶内压强(电压表示数)。

（4）突然打开活塞（7）重复步骤2~6。（8）用式（3-5-3）进行计算，求得空气比热容比值。五、数据记录（1）参考表3-5-1记录实验数据表3-5-1测量次数状态I压强显p1/mV状态I温T1/mV状态压强显p/mV状态温度T/mV状态I气体实际压强p1=p0+p1Pa状态气体实际压p2=p0+p正常关闭141.11490.035.41489.41.0811.0301.32136.11490.331.71489.61.0781.0281.30139.31491.533.31489.61.0801.0291.34平均138.81490.633.51489.51.0801.0291.32提前关闭143.01490.859.51491.41.0821.0422.21143.11492.143.71491.71.0821.0342.25推迟关闭142.31492.018.71492.11.0811.0221.27144.81492.422.01492.01.0831.0241.23周围大气压强Pa；实验开始前的室温（2）计算空气比热容比的平均值和标准偏差，给出测量结果。（3）计算提早或推迟关闭放气阀门C2时的空气比热容比值，并与正常关闭计算结果进行比较，分析提早或推迟关闭放气阀门C2对测量结果有何影响。

六、数据处理根据公式10200和状态III气体实际压强计算所得的数值如附表3-5-1中所示.根据测量计算所得的数值带入公式3-5-3算出每组数据的空气比热容比γ值.计算所得结果如附表3-5-1=0.0004所以比热容比γ00.=1.320.0004根据所得数据，对比正常关闭阀门和提前关闭阀门的数值，可以看出提前关闭阀门C2所得到状态III的压强比正常关闭阀门C2所得到的状态III的压强要大很多，而两者状态时会看到提前关闭阀门的空气比热容比γ值会比正常关闭阀门的空气比热容比值大.而对比正常关闭阀门和推迟关闭阀门，则可以看到推迟关闭阀门的空气比热容比γ值比正常关闭阀门的空气比热容比γ值要小.由此可以得出关闭阀门的时间控制会影响实验的空气比热容比γ值大小的结果。七、误差分析1、气体受热易膨胀，体积变大。而气体体积变化对比热影响较大。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，造成测得的数据有一定的误差。2、人为操作存在局限性，难以精确捕捉到气体的细微变化，使得测量数据有误差。八、思考题1、怎样做才能在几次重复测量中保证P1的数值大致相同？这样做有何好处？若P1的数值很不同，对实验有无影响？答：关键是容器绝热效果要好。

另外每次的程序完成时间、环境要相同，实验数据大致相同，说明偶然误差小，才有说服力。2、打开活塞C2放气时，若提前关闭或滞后关闭活塞，各会给实验结果带来什么影响？答：提前关闭会使测量结果偏大，滞后关闭会使测量结果偏小。3、环境温度的逐渐升高或下降会对实验结果产生什么影响？答：环境温度的逐渐升高或下降都会导致实验是状态I所测量的P1值不同，而温度升高，空气的密度会减少，测量得到的比热容应该相对较小。相反，而温度下降，空气的密度会增加，测量得到的比热容应该相对较大。4、本实验的误差来源于哪几个方面？最大误差是哪个因素造成的？怎样减少误答：实验装置漏气、关闭活塞时间的控制。其中最大误差是关闭活塞时间的控制造成。可多测量几组数据，求平均值来减少误差。