文档介绍：实验空气绝热指数测定实验
•、实验目的
学****测量空气绝热指数的方法；
培养运用热力学基本理论处理实际问题的能力；
进一步加深对刚性容器充气、放气现象的认识，结合能量方程式和理想气体状态方程 式及过程方程式，求解空气绝热指数化。
二
实验空气绝热指数测定实验
•、实验目的
学****测量空气绝热指数的方法；
培养运用热力学基本理论处理实际问题的能力；
进一步加深对刚性容器充气、放气现象的认识，结合能量方程式和理想气体状态方程 式及过程方程式，求解空气绝热指数化。
二、实验原理
在热力学中，气体的定压比热容&和定容比热容q之比被定义为该气体的绝热指数, 并以左表不，即k = cp I cv o
本实验利用定量气体在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气绝热指 数左。该实验过程的p-v图，如图1所示。图中AB为绝热膨胀过程；BC为定容加热过程。
(1)
(2)
(3)(4)
AB为绝热过程，％咬=Pb*
pc,且将其代入（4）式，即
BC为定容过程，VB=VC
AC为等温过程，Pa* = Pc岭 将（2）式两边k次方，得
A = £c ,即Pa Pb Pb
虹)*Pc
（%E=（pM）* 比较（1）、（3）两式，可得
将上式两边取对数，可得
k = 】n（pj Pb） In。" Pc）
因此，只要测出A、B、C三个状态下的压力Pa、Pb、 可求得空气的绝热指数左。
三、实验装置
本实验的实验装置如图2所示。
实验时如图（3）,通过充气阀对刚性容器进行充气，至状态A,由U型管差压计测得 状态A的表压Aa （mmH2O）,我们选取容器内一部分气体作为研究对象，其体积为Va，压 力为Pa，温度为Ta，假设通过排气阀放气，使其压力与大气压平衡，恰好此时的气体膨胀 至整个容器（体积为咋），立即关闭排气阀，膨胀过程结束。因为Pb=P。（大气压力），并 且此过程进行得十分迅速，可忽略过程的热交换，因此可认为此过程为定量气体的绝热膨胀 过程，即由状态A （“a、电、TQ绝热膨胀至状态B （pb、Vb、Tb）o （注意*等于容器体 积，4为一小于容器体积的假象体积）。处于状态3的气体，由于其温度低于环境温度，则 刚性容器内的气体通过容器壁与环境交换热量，当容器内的气体温度与环境温度相等时，系 统处于新的平衡状态C （pc、吃、此）。若忽略刚性容器的体积变化，此过程可认为是定容 加热过程。此时容器内气体的压力可由U型差压计测得hc （mmH20）o至此，被选为研究 对象的气体，从A经过绝热膨胀过程至B,又经过定容加热过程至C,且状态A、C所处的 温度同为环境温度，实现了图1中所示的过程。
l-u型管差压计；2-防尘罩；3-排气阀；4-刚性容器；5-充气阀
图2 实验设备示意图
状态A 状态B 状态C图3气体热力过程示意图
研究对象
四、 实验步骤
对照实物熟悉实验设备，了解实验原理。
由于对装置的气密性要求较高，因此首先应检查装置的气密性。具体方法是通过充气 阀对刚性容器充气至状态A,使/?A =200 （ mmH2O ）左右，过几分钟后观察水柱的 变化，若没有变化，说明气密性满足要求；若有变化，则说明装置漏气。此步骤一定 要认真进行，否则将给实验结果带来较大的误差。同时读出么的值