大学物理实验空气比热容比的测定实验报告

空气比热容比的测定实验报告一.实验目的1.了解空气比热容比的概念；2.用FB212型气体比热容比测定仪测定空气的比热容比值。二.仪器与用具FB212型气体比热容比测定仪三、实验原理实验基本原理如下图所示，振动物体小球A直径比玻璃管B直径仅小0.01～0.02mm。它能在此精密的玻璃管中上下移动，在瓶子的壁上有一小口，并插入一根细管，通过它各种气体可以注入到玻璃瓶中。钢球A的质量为m，半径为r(直径为d)，当瓶子内压力P满足下面条件时，钢球A处于力平衡状态，这时2rmgPPL，式中LP为大气压力。若物体偏离平衡位置一个较小距离x，则容器内的压力变化dP，物体的运动方程为dPrdtxdm222（1）物体振动非常快，可看作绝热过程，满足绝热方程常数PV（2）将（2）式求导,,P2xrdVVdVPd＝并代入方程（1）得：04222xmVPrdtxd（3）此即是小球作简谐振动的运动方程，振动角频率为TmVPr242由此得424264Pr4PdTmVTmV(4)式中各量均可方便测得，因而可算出值。空气是许多气体的混合，一般说其中99%以上是双原子气体氮和氧，因此经典理论得出空气的γ值接近1.40。．振动周期采用可预置测量次数的数字计时仪，采用重复多次测量。振动物体直径螺旋测微计测出，质量用物理天平称量，玻璃瓶容积大气压力由实验室给出。四.实验内容1.实验仪器的调整（1）将气泵、储气瓶用橡皮管连接好，装有钢球的玻璃管插入球形储气瓶。将光电接收装置利用方形连接块固定在立杆上，固定位置于空心玻璃管小孔附近。（2）调节底板上三个水平调节螺钉，使底板处于水平状态。（3）接通气泵电源，缓慢调节气泵上的调节螺旋，数分钟后，待储气瓶内注入一定压力的气体后，玻璃管中的钢球离开弹簧，向管子上方移动，此时应调节好进气的大小，使钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动。2.振动周期的测量接通计时仪器的电源及光电接收装置与计时仪器的连接，打开计时仪器，预置测量次数为50次，如需预置其它次数，可按“置数”键后，再按“上调”或“下调”键，调至所需次数再按“置数”键确定，然后按“执行”键，即开始计数（状态显示灯闪烁），待状态显示灯停止闪烁，屏上显示数字为50个振动周期所需时间。重复测量5次。3.用螺旋测微计和物理天平分别测出钢球的直径d和质量m，其中直径重复测5次。五.实验数据记录及处理容器容积mlV__螺旋测微计mm____0,大气压强PaP51001325.1数字计时器01.0仪s螺旋测微器005.0mm电子天平01.0g1.求钢球的直径及其不确定度：平均值：554321dddddd，)1()(2nnddsidA类不确定度：ddssts14.10683B类不确定度：仪683.0ju合成不确定度22jdusU（P=0.683）结果表示：dUdd2.钢球振动周期及其不确定度平均值5TTTTTT54321＋＋＝,)1()(2nnTTsiTA类不确定度：TTssts14.1068B类不确定度：3仪ju合成不确定度22jTusU（683.0P）结果表示：TUTT3.求钢球的质量m及其不确定度：平均值：554321mmmmmm，)1()(2nnmmsimA类不确定度：mmssts14.1683.0B类不确定度：3仪ju合成不确定度22jmusU（683.0P）结果表示：mUmm4.在忽略容器体积V和大气压P测量误差的情况下估算空气的比热容及其不确定度42dPTmV64次数1234550T(s）T(s）TTii读d（mm）0－读ddiddiiim222422224246dUTUmUdPTmVUdUTUmUdTmdTmr六.实验结果及分析1.结果：rUrUE2.结果分析：