空气比热容比的测定
实验目的
1）用绝膨胀法测量空气的比热容比
2）观测过程中状态变化的基本规律
3）学习其他压力传感器和电流型集成温度传感器（AD590）的原理及使用方法
实验仪器
FD-NCD空气比热容比测定仪，包括储气瓶（瓶、活塞、橡皮塞、打气球）、压力传感器及电缆、温度传感器（AD590）及电缆、电压表、电阻箱等。

预习提示
1）测量空气比热比的基本公式是什么？
2）了解测量空气比热容比的装置中压力传感器和温度传感器的工作原理
3）了解测量空气比热容比的基本实验步骤，列出实验数据表
实验原理
对于理想气体，其压力P，体积V和温度T在准静态绝热过程中，遵守绝热过程方程p vγ等于恒量的规律，其比定压热熔Cp和比定容热熔Cv的关系为
Cp-Cv=R
γ=Cp
Cv
式中，R摩尔为气体常数，γ为气体比热容比。

如图4.5-1所示，将储气瓶内空气昨晚研究的热力学系统，进行图所示的实验过程
1）打开放气活塞C2，将储气瓶与大气相通，再关闭C2，储气瓶内充满与外界空气同温同压的气体。

P0为空气的压强，T0为空气的温度。

2）打开充气活塞C1，用充气球向瓶内快速冲入一定量的气体，然后关门充气活塞C1.充气过程中瓶内空气被压缩，压强增大，温度升高。

充气过程结束后，瓶内气
体即刻经历邓蓉放热过程，最终达到稳定态——瓶内气体温度稳定，此时躯体处
于状态I（P1，V1，T0）。

3）迅速打开放气活塞C2，使瓶内气体与大气相通，立刻有部分气体喷出，当瓶内压强降至P0时，立即关门放气活塞C2，由于放气过程较快，瓶内白流的气体来不
及与外界进行热交换，可以认为是一个绝热过程。

此时瓶内气体处于状态2（p0，
V2，T1）。

4）关闭放气活塞C2后，瓶内气体温度T1低于室温T0，因此瓶内气体将从外界吸热直至达到热平衡，即气体由状态2经历一个等容吸热过程，最终处于稳定状态3
（p2，V2，T0）
这样我们得到如下关系（以绝热膨胀后l留在瓶中的气体作为研究对象）
在此处键入公式。

；
1-2是绝热过程，由绝热过程方程得（对理想气体，等熵指数k=γ，故遽尔过程公式中可用γ代替k ）
(p1p0)γ−1=(T0T1)γ
对理想气体，2—3是等容过程，有等容过程方程得
P2T0=P0T1 则
γ=lnP1−lnP0lnP1−lnP2
显然只要测出P0、P1、P2，即可求出气体出气体比热容γ。

1——2——3气体状态变化P-V 图如图4.5-3所示。

2 AD590电流型集成温度传感器
本实验用AD590是一种新型的电流型集成温度传感器，灵敏度高，线性性好，测量温度范围为-50~150℃,其特性曲线如图4.5-4所示，当施加+4~+30V 的激励电压时，它可以起到恒流源的作用。

实验中，AD590接6V 直流电源后逐层一个稳流源，她的测温灵敏度为11μA/℃,串接5k Ω电阻后，可产生5m/℃的信号电压，接0~2v 量程四位半数字电压表，可检测到最小0.02℃的温度变化。

3扩散硅压阻式差压传感器
本实验使用了差压传感器来测量玻璃瓶内气体的压强。

给差压传感器提供一恒定的输入电压，当瓶内被测气体压强发生变化时，传感器的输出电压值相应产生变化。

本实验将压差传感器探头放入玻璃瓶内（如啼眼4.5-1），有同轴电缆输出信号，与仪器内的方法大器及三位半数字电压表（0-200.0mv ）相接。

当待气体的压强为Pk=P0+10.0kpa 时，数字电压表示值Vk 为200.0mV ；仪器测量气体压强灵敏度S 为20mV/kpa,测量精度为5pa 。

显然数字电压表显示的数值为V 时，待测气体压强p 为
P=p0+v/s=p0+p ‘
V 是压差为p ‘=p-p0时传感器的输出电压值。