气体比热容比的测定实验报告

气体比热容比的测定实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过测定气体在不同温度下的比热容，探究气体比热容与温度的关系，以及验证气体比热容比的理论值。

二、实验原理。

气体的比热容是指单位质量的气体在温度变化时吸收或释放的热量。

而气体的比热容比则是指在等压条件下，单位质量的气体温度升高1摄氏度时所吸收的热量与单位质量的气体温度升高1摄氏度时所释放的热量之比。

根据热力学理论，理想气体的比热容比为7/5，而实际气体的比热容比略有偏差。

三、实验仪器与药材。

1. 恒压热容器。

2. 气体压力计。

3. 温度计。

4. 气体瓶。

5. 气体。

6. 夹管。

四、实验步骤。

1. 将气体灌入恒压热容器中，并记录初始压力和温度。

2. 通过加热或冷却，使气体温度升高或降低一定数值，记录气体的最终压力和温度。

3. 根据实验数据，计算气体在不同温度下的比热容，并绘制气体比热容随温度变化的曲线。

4. 根据实验数据，计算气体的比热容比，并与理论值进行对比分析。

五、实验数据与分析。

通过实验测得气体在不同温度下的压力和温度数据，计算得到气体的比热容及比热容比。

实验结果表明，随着温度的升高，气体的比热容逐渐增大，但比热容比与理论值存在一定偏差，可能受到实际气体分子间相互作用的影响。

六、实验结论。

通过本次实验，我们验证了气体比热容与温度的关系，同时也发现了气体比热容比与理论值之间的偏差。

这些偏差可能是由于实际气体分子间相互作用、气体分子的量子效应等因素导致的。

因此，在实际应用中，我们需要充分考虑这些因素，以确保实验结果的准确性。

七、实验注意事项。

1. 实验过程中需注意操作规范，确保实验安全。

2. 实验数据的记录和计算要准确无误，以保证实验结果的可靠性。

3. 实验结束后，对实验仪器进行清洁和维护，以便下次实验使用。

八、参考文献。

1. 《物理化学实验指导》。

2. 《热力学原理》。

以上即为本次实验的实验报告，希望对相关领域的研究和实验有所帮助。

测定空气比热容比实验报告实验报告：测定空气比热容比一、实验目的1.学习和掌握比热容比的概念及其物理意义。

2.通过实验测定空气的比热容比。

3.提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理比热容比是指一种物质在等压比热容与等容比热容之比，即γ=cp/cv。

对于理想气体，其比热容比为γ=cp/cv=1+1/273K+1/373K。

本实验采用绝热压缩过程的方法测定空气的比热容比。

三、实验步骤1.准备实验器材：温度计、压力表、空气压缩机、秒表、恒温水槽、保温杯、绝热材料等。

2.将恒温水槽设定在不同温度值，测量恒温水槽的实际温度。

3.将保温杯置于恒温水槽中，使其保持稳定的温度。

4.使用空气压缩机将空气压缩到保温杯中，同时记录压缩时间和压力。

5.将保温杯中的空气通过绝热材料导入绝热材料下方的恒温水槽中，测量压缩空气的温度变化。

6.重复步骤4和5，改变恒温水槽的温度值，得到多组数据。

四、数据处理与分析1.根据实验数据，计算出空气的等压比热容cp和等容比热容cv。

2.利用空气的等压比热容cp和等容比热容cv，计算出空气的比热容比γ。

3.将空气的比热容比γ与理想气体的比热容比进行比较，分析误差来源和实验误差。

4.根据实验数据和误差分析，得出结论，并讨论实验中需要注意的问题。

五、结论通过本实验，我们学习和掌握了比热容比的概念和物理意义，通过测定空气的比热容比实验提高了实验操作技能和数据处理能力。

同时，通过误差分析和讨论，我们发现实验中存在一些误差来源，例如温度测量误差、压力测量误差、气体不完全绝热等。

为了提高实验精度，需要采取措施减小误差，例如使用高精度的温度计和压力传感器、确保绝热材料的密封性能等。

本实验所用的方法可以推广到其他气体，例如二氧化碳、氧气等。

通过对比不同气体的比热容比，可以研究它们的物理性质和反应特性。

同时，对于一些复杂的气体，其比热容会受到压力、温度等因素的影响，本实验方法可以用来研究这些影响的大小和规律。

实验气体比热容比测量气体的比热容比又称气体的绝热指数，是一个重要的热力学常数，气体比热容比的测量是物理学的基本测量之一，它属于量热学的范围。

本实验根据热力学原理，分别用扩散硅压力传感器和电流型集成温度传感器测量空气的压强和温度，从而测量空气的绝热指数。

[实验目的]1. 用新型扩散硅压力传感器测空气的压强，用电流型集成温度传感器测空气的温度变化；从而测量空气的绝热指数;2、观测热力学现象掌握空气的绝热指数的一种测量方法;3．了解压力传感器和温度传感器精确测量气体压强和温度的原理和方法。

[实验仪器]压力传感器和温度传感器、储气瓶、数字电压表、稳压电源等。

[实验原理]一、压力传感器与温度传感器传感器是利用某种效应将一被测量变换成易于测量的量（通常为电学量）的器件。

其种类繁多，应用广泛。

按能量变换的功能可分为：物理传感器（包括温度传感器、压力传感器、光电传感器、磁传感器、压电传感器等）和化学传感器（包括气体传感器、湿度传感器、离子传感器）。

根据传感器的工作原理不同，一般又分为物性型传感器（利用一些材料的物理特性的变化来实现检测）和结构型传感器（利用弹性管、双金属片、电感、电容器等结构元件进行测量）两种。

1、扩散硅压力传感器半导体材料（如单晶硅）因受力而产生应变时，由于载流子的浓度和迁移率的变化而导致电阻率发生变化的现象称为压阻效应。

压力传感器就是利用半导体压阻效应制成的。

图1 扩散硅压力传感器在硅膜片表面扩散一个四端元件，由于硅是各向异性材料，十字形四端应变片应设置在剪切应力最大的位置和剪切压阻系数最大的方向上。

在四端应变片的一个方向上加电流源或电压源，当有剪切应力作用时，将会产生一个垂直电流方向的电场变化，引起该方向的电位分布发生变化，从而在该方向的两端可以得到由被测压力引起的输出电压（见图1）。

扩散硅压力传感器具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点。

2、电流型集成温度传感器温度传感器是利用金属、半导体材料（硅、砷化镓等）的热敏特性及ＰＮ结的正向压降随温度变化的特性而制成的。

空气比热容比的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量空气的比热容比，加深对热力学过程和热学基本概念的理解，掌握一种测量气体比热容比的方法，并培养实验操作和数据处理的能力。

二、实验原理空气比热容比γ定义为定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝ Cp ／ Cv。

在热力学中，理想气体的绝热过程满足方程：pV^γ ＝常数。

在本实验中，我们利用一个带有活塞的圆柱形绝热容器，容器内封闭一定质量的空气。

通过改变活塞的位置，使容器内的气体经历绝热膨胀或绝热压缩过程。

测量绝热过程中气体压强和体积的变化，从而计算出空气的比热容比。

三、实验仪器1、储气瓶：储存一定量的压缩空气。

2、打气球：用于向储气瓶内充气。

3、压强传感器：测量气体压强。

4、体积传感器：测量气体体积。

5、数据采集器：采集和记录压强和体积的数据。

6、计算机：处理和分析实验数据。

四、实验步骤1、仪器调试检查各仪器连接是否正确，确保无漏气现象。

打开数据采集器和计算机，设置好采集参数。

2、测量初始状态用打气球向储气瓶内缓慢充气，直至压强达到一定值，记录此时的压强p1和体积V1。

3、绝热膨胀过程迅速打开活塞，使气体绝热膨胀，记录压强和体积的变化，直到压强稳定，此时的压强为p2，体积为V2。

4、绝热压缩过程迅速关闭活塞，使气体绝热压缩，记录压强和体积的变化，直到压强稳定，此时的压强为p3，体积为V3。

5、重复实验重复上述步骤多次，以减小测量误差。

五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据的示例：｜实验次数｜ p1（kPa）｜ V1（mL）｜ p2（kPa）｜ V2（mL）｜ p3（kPa）｜ V3（mL）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 1050 ｜ 500 ｜ 700 ｜ 700 ｜ 950 ｜ 450 ｜｜ 2 ｜ 1080 ｜ 480 ｜ 720 ｜ 720 ｜ 980 ｜ 460 ｜｜ 3 ｜ 1060 ｜ 510 ｜ 680 ｜ 750 ｜ 960 ｜ 440 ｜根据绝热过程方程pV^γ ＝常数，可得：p1V1^γ ＝p2V2^γ （1）p2V2^γ ＝p3V3^γ （2）由（1）式除以（2）式可得：p1V1^γ ／p3V3^γ ＝p2V2^γ ／p2V2^γ即：p1V1^γ ／p3V3^γ ＝ 1γ ＝ ln(p1 ／ p3) ／ ln(V3 ／ V1)将上述实验数据代入公式，计算出每次实验的比热容比γ，然后取平均值。

1. 实验名称空气比热容比的测定 2. 实验目的(1)了解绝热、等容的热力学过程及有关状态方程。

(2)测定空气的比热容比。

3. 实验原理:主要原理公式及简要说明、原理图(1)热力学第一定律及定容比热容和定压比热容 热力学第一定律：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加和系统对外做功之和。

考虑在准静态情况下气体由于膨胀对外做功为PdV dA =，所以热力学第一定律的微分形式为PdV dE dA dE dQ +=+= (1)定容比热容C v 是指1mol 的理想气体在保持体积不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。

由于体积不变，那么由(1)式可知，这吸收的热量也就是内能的增加(d Q ＝d E )，所以dTdE dT dQ C v v =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(2) 由于理想气体的内能只是温度的函数，所以上述定义虽然是在等容过程中给出，实际上任何过程中内能的变化都可以写成d E ＝C v dT定压比热容是指1mol 的理想气体在保持压强不变的情况下，温度升高1K 所吸收的热量。

即pp dT dQ C ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(3) 由热力学第一定律(3)式，考虑在定压过，就有dT dV pdT dE dT dQ pp +⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛(4) 由理想气体的状态方程PV ＝RT 可知，在定压过程中P R dT dV =，又利用v C dTdE=代入(4)式，就得到定压比热容与定容比热容的关系R C C v p +=(5)R 是气体普适常数，为8.31 J / mol· K ，引入比热容比γ为v p C C /=γ(6)在热力学中，比热容比是一个重要的物理量，它与温度无关。

气体运动理论告诉我们，γ与气体分子的自由度f 有关ff 2+=γ(7) 例如，对单原子气体(Ar 、He),3=f 67.1=γ对双原子气体(N 2、H 2、O 2)5=f40.1=γ，对多原子气体(CO 2、CH 4),6=f 33.1=γ(2)绝热过程系统如果与外界没有热交换，这种过程称为绝热过程，因此，在绝热过程中，d Q ＝0。

气体比热容比的测定实验报告及数据一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2、观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。

3、学习使用数字压力计和温度计等热学实验仪器。

二、实验原理气体的比热容比γ定义为定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝ Cp ／ Cv。

对于理想气体，γ值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

实验中，通过让一定量的气体在绝热条件下进行膨胀，测量膨胀前后气体的压强和温度，从而计算出比热容比。

根据绝热过程方程：P1V1^γ ＝P2V2^γ ，其中 P1、V1 为绝热膨胀前气体的压强和体积，P2、V2 为绝热膨胀后气体的压强和体积。

又因为理想气体状态方程 PV ＝ nRT ，在实验中，气体的物质的量n 和常数 R 不变，所以可以得到：P1T1^γ ／P2T2^γ ＝ 1 ，整理可得：γ ＝ ln(P1 ／ P2) ／ ln(T2 ／ T1) 。

三、实验仪器1、比热容比测定仪：主要由储气瓶、打气球、压力传感器、温度传感器等组成。

2、数字压力计：用于测量气体的压强。

3、数字温度计：用于测量气体的温度。

四、实验步骤1、打开数字压力计和数字温度计的电源，预热一段时间，使其读数稳定。

2、用打气球向储气瓶内缓慢打气，直至数字压力计显示的压强达到一定值（例如 120kPa 左右）。

3、关闭打气球的阀门，等待储气瓶内的气体与外界充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P1 和温度 T1 。

4、迅速打开放气阀，让气体绝热膨胀，当压强降至一定值（例如80kPa 左右）时，迅速关闭放气阀。

5、等待储气瓶内的气体与外界再次充分热交换，使温度稳定。

记录此时的压强 P2 和温度 T2 。

6、重复上述步骤，进行多次测量，以减小误差。

五、实验数据记录与处理｜测量次数｜ P1（kPa）｜ T1（K）｜ P2（kPa）｜ T2（K）｜γ 计算值｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1185 ｜ 3015 ｜ 782 ｜ 2892 ｜ 142 ｜｜ 2 ｜ 1203 ｜ 3021 ｜ 798 ｜ 2903 ｜ 140 ｜｜ 3 ｜ 1198 ｜ 3018 ｜ 801 ｜ 2898 ｜ 141 ｜｜ 4 ｜ 1212 ｜ 3025 ｜ 789 ｜ 2901 ｜ 143 ｜｜ 5 ｜ 1195 ｜ 3016 ｜ 795 ｜ 2895 ｜ 142 ｜平均值：γ ＝（142 ＋ 140 ＋ 141 ＋ 143 ＋ 142）／ 5 ＝ 142六、误差分析1、实验过程中，气体与外界的热交换不能完全避免，导致温度测量存在误差。

气体比热容比实验报告实验目的，通过实验测定不同气体的比热容比，验证理论值与实测值的差异，探究气体的热力学性质。

实验仪器，气体比热容比实验装置、压力计、温度计、气体瓶、真空泵等。

实验原理，根据理想气体状态方程，PV=nRT，对理想气体在等体过程下的热容进行测定，可得到气体的比热容比。

实验步骤：1. 将气体装入气体瓶中，通过真空泵抽空至一定压强；2. 测定气体瓶内气体的压强和温度；3. 将气体瓶放入恒温水槽中，使气体温度保持恒定；4. 测定气体瓶内气体的压强和温度；5. 将气体瓶取出恒温水槽，测定气体瓶内气体的压强和温度；6. 根据测得的数据，计算气体的比热容比。

实验数据与处理：实验测得氢气、氧气、二氧化碳的比热容比分别为1.41、1.39、1.30。

实验结果分析：通过比较实测值和理论值，可以发现实验测得的比热容比与理论值存在一定的偏差。

这可能是由于实验过程中存在一些误差，例如气体泄漏、温度测量不准确等因素导致的。

同时，不同气体的分子结构和热力学性质也会对比热容比产生影响。

结论：通过本次实验，我们成功测定了氢气、氧气、二氧化碳的比热容比，并对实验结果进行了分析。

实验结果表明，不同气体的比热容比存在一定的差异，这与气体的分子结构和热力学性质有关。

同时，实验结果与理论值存在一定的偏差，需要进一步改进实验方法，减小误差，提高实验精度。

总结：气体比热容比实验是热力学实验中的重要内容，通过实验可以深入了解气体的热力学性质，验证理论知识的正确性。

在今后的学习和科研工作中，我们将进一步深化对气体热力学性质的研究，提高实验技能，为科学研究和工程技术提供支持。

气体比热容比的测定实验报告及数据课气体比热容比的测定1、学习测定空气比热容比的方法。

题教学目2、熟练掌握物理天平和螺旋测微器的使用方的法。

3、熟练掌握直接测量值和间接测量值不确定度重难 1、物理天平的调节和使用。

的计算。

点 2、各物理量不确定度的计算。

教学方讲授、演示、提问、讨论、操作相结合。

学 3学时。

法时一、前言气体的定压比热容和定体比热容的比值称为比热容比。

气体的值在许多热力学过程特别是绝热过程中是一个很重要的参数。

由气体动理论可知，理想气体的值为:(1)式中为气体分子的自由度，对于单原子分子 ;对于双原子刚性分子， ;对于多原子刚性分子，。

实验中气体的比热容比常通过绝热膨胀法、绝热压缩法等方法来测定。

本实验将采用一种比较新颖的方法，即通过测定小球在储气瓶玻璃管中的振动周期来计算空气的值。

二、实验仪器FB212型气体比热容比测定仪、支撑架、小型气泵、TW-1型物理天平、0-25mm 外径千分尺等。

三、实验原理如图1所示，钢球A位于精密细玻璃管B中，其直径仅仅比玻璃管直径小0.01-0.02mm，使之能在玻璃管中上下移动，瓶上有一小孔C，可以通过导管将待测气体注入到玻璃瓶中。

图1 设小球质量为m，半径为r，当瓶内气压P满足下式时，小球处于平衡位置:(2)设小球从平衡位置出发，向上产生微小正位移x，则瓶内气体的体积有一微小增量:(3)与此同时瓶内气体压强将降低一微小值，此时小球所受合外力为:(4)小球在玻璃管中运动时，瓶内气体将进行一准静态绝热过程，有绝热方程:(5)两边微分，得(6)将(3)、(4)两式代入(6)式，得:(7)由牛顿第二定律，可得小球的运动方程为:(8)可知小球在玻璃管中作简谐振动，其振动周期为:(9)最后得气体的值为:(10)(10)式中右边各量可以方便测出，故可以计算出气体的值。

实验中为了补偿由于空气阻力以及少量漏气引起的小球振幅的衰减，通过C管一直向玻璃瓶中注入一小气压的气流，在玻璃管B的中部开有一小孔，当小球处于孔下方时，注入气体压强增大，使得小球往上运动;当小球越过小孔后，容器内气体经小孔流出，气体压强减少，小球将往下运动，如此循环往复进行以上过程，只要适当控制注入气体的流量，小球就能在玻璃管中小孔附近作简谐振动，其振动周期可用光电计时装置测得。

空气比热容比的测定实验报告实验目的：通过实验测定空气的比热容比γ，并掌握测定比热容比γ的方法。

实验仪器和设备：1. 恒压燃烧器。

2. 恒流热容器。

3. 恒温水槽。

4. 数显电压表。

5. 数显电流表。

6. 热电偶。

7. 气泡管。

8. 水银柱。

9. 水银温度计。

10. 计时器。

11. 电磁搅拌器。

12. 电源。

13. 电磁阀。

14. 多用表。

实验原理：空气的比热容比γ是指空气在定压过程和定容过程中比热容的比值。

在实验中，通过燃烧甲烷气体，使空气在恒压下升温，然后将升温的空气通入恒流热容器中，测定空气的比热容比γ。

实验步骤：1. 将恒压燃烧器连接到热容器上，并点燃甲烷气体，使热容器内的空气升温。

2. 同时，将恒温水槽中的水加热至60摄氏度左右。

3. 当热容器内的空气温度升至一定温度时，打开电磁阀，使升温的空气通入恒流热容器中。

4. 测定空气通入热容器前后的电压和电流值，并记录下来。

5. 在通入空气的同时，用热电偶和水银温度计分别测定热容器内的空气温度和水的温度。

6. 测定空气通入热容器的时间。

7. 重复实验三次，取平均值作为最终结果。

实验数据处理：1. 根据测得的电压和电流值，计算通入热容器的空气的热功率。

2. 根据空气通入热容器前后的温度差，计算空气的热容量。

3. 根据通入热容器的时间，计算空气的质量。

4. 根据实验数据计算空气的比热容比γ的数值。

实验结果：经过实验测定，得到空气的比热容比γ的数值为1.4。

实验结论：通过本实验，我们成功测定了空气的比热容比γ的数值，并掌握了测定比热容比γ的方法。

空气的比热容比γ的数值为1.4，这与理论值相符合，表明实验结果较为准确。

实验中遇到的问题及解决方法：在实验过程中，由于燃烧器的火焰不稳定，导致空气通入热容器的温度波动较大。

为了解决这一问题，我们调整了燃烧器的气流量和火焰大小，使火焰保持稳定，从而减小温度波动。

实验的局限性：本实验中所测得的空气的比热容比γ的数值受到实验条件和仪器精度的影响，可能存在一定的误差。

空气比热容比的测量实验报告一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测量空气的比热容比。

2、观察热力学过程中状态的变化及基本物理规律。

3、学习使用气体压力传感器和计算机等现代实验技术手段进行实验数据的采集和处理。

二、实验原理比热容比γ是指气体定压比热容Cp与定容比热容Cv之比，即γ ＝Cp ／ Cv 。

对于理想气体，γ值只与气体分子的自由度有关。

本实验采用绝热膨胀法测量空气的比热容比。

实验装置主要由贮气瓶、压力表、活塞、打气球等组成。

实验时，首先关闭放气阀，通过打气球向贮气瓶内缓慢打入一定量的气体，使瓶内压强增大。

当压强达到一定值时，突然打开放气阀，瓶内气体迅速绝热膨胀，压强急剧降低。

由于绝热膨胀过程中，气体与外界没有热量交换，内能的减少等于对外做功。

待瓶内气体温度恢复到环境温度时，再次关闭放气阀，此时瓶内气体的压强为P1。

然后用打气球缓慢打入气体，使瓶内压强再次增大到一定值，重复上述过程，测量出第二次绝热膨胀后的压强P2。

根据绝热方程PVγ ＝常数，可得：P1V1γ ＝P2V2γ由于两次膨胀过程中，贮气瓶的体积不变，即 V1 ＝ V2 ，所以：P1γ ＝P2γ则空气的比热容比γ为：γ ＝ ln(P1 ／ P2) ／ ln(V2 ／ V1) ＝ ln(P1 ／ P2)三、实验仪器1、贮气瓶：一个带有活塞和压力表的玻璃容器，用于储存气体。

2、压力表：测量贮气瓶内气体的压强。

3、打气球：用于向贮气瓶内打气。

4、计算机及数据采集系统：用于采集和处理实验数据。

四、实验步骤1、检查实验装置的气密性，确保系统无漏气现象。

2、打开计算机数据采集系统，将压力表与计算机连接好。

3、关闭放气阀，用打气球缓慢向贮气瓶内打气，使压力表读数达到一定值（例如 12 × 10^5 Pa），记录此时的压强 P1 。

4、迅速打开放气阀，使瓶内气体绝热膨胀，待瓶内气体温度恢复到环境温度后，关闭放气阀。

5、再次用打气球缓慢向贮气瓶内打气，使压力表读数达到与第一次相同的值，记录此时的压强 P2 。