实验四 气体比热容比 cp / cv 的测定

1. 实验四 气体比热容比cp / cv的测定 一、实验目的 二、实验仪器及设备 三、实验原理 四、实验内容 五、实验记录 六、实验结果分析

2. 【实验目的】 学习测定多种气体（单原子，多原子）的比定压热容与比定 容热容之比.

3. 【实验仪器】

4. 为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A振幅的衰减，通过C管为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A振幅的衰减，通过C管 一直注入一个小气压的气流，在精密玻璃管B的中央开设有一 个小孔。当振动物体A处于小孔下方的半个振动周期时，注入 气体使容器的内压力增大，引起物体A向上移动，而当物体A 处于小孔上方的半个振动周期时，容器内的气体将通过小孔 流出，使物体下沉，以后复合上述过程，只要适当控制注入 气体的流量，物体A能在玻璃管B的小孔上下作简谐振动。振 动周期可利用光电计时装置来测得。小钢球A的质量为m，半 径为r（直径为d），当瓶子内压力p满足下面条件时小钢球A 处于力平衡状态。

5. (1) 式中pL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 （2）

6. 因为物体振动过程相当快，所以可以看作绝热过程.绝热因为物体振动过程相当快，所以可以看作绝热过程.绝热 方程为 常数 （3） 将式（3）求导数，得出 （4） （5） 将式（4）、（5）代入式（2），得

7. (6) 此式为简谐振动方程，它的解为 (7) 即 (8)

9. 【实验内容】 测定空气的比热容比可近似为双原子气体. （1）接上220V电源，调节气泵上气量调节旋钮，控制气量 大小，稍等半分钟，小钢球即可上下振动.用手挡住玻璃管上 方，以免调节时气流过大将小钢球冲出管外. （2）调节橡皮塞上针型调节阀和气泵上气量调节旋钮， 使小钢球在玻璃管中以小孔为中心上下振动.气流过大或 过小会造成小钢球不以玻璃管上小孔为中心上下振动. （3）打开周期计时装置，选择50次，按下复位按钮后即可自 动记录振动50次周期所需时间. （4）用螺旋测微计测小钢球的直径d.

10. 【注意事项】 （1）实验仪器主要装置系玻璃制成，操作时动作要轻. （2）小钢球的直径比玻璃管内径小0.01mm，其表面不能损伤. （3）光电门位置放置不正确，小钢球上下振动时不挡光，将 造成计时器不计时。 （4）实验完毕，小钢球应停在玻璃管的下方（用弹簧托住）.

11. 【数据记录和结果分析】

13. 【思考题】 1．如果仪器良好，计时器出现不计时，是什么原因造成 的？ 2．小钢球上下振动时，与玻璃管相互摩擦，对测量结果 产生什么影响？应该如何调节？