CN203658197U - 一种新型空气比热容比测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型空气比热容比测定仪，属于一种物理实验仪器。包括带橡胶塞的贮气瓶、压强计和温度计；用于密封贮气瓶的橡胶塞上插有压强计、放气管、温度计和进气管；所述的放气管连通贮气瓶内部和外界大气，放气管上端设有放气活塞；所述的进气管连通贮气瓶内部，进气管的外界端口密封连接有气囊，进气管上靠近橡胶塞处设有进气活塞、靠近气囊处设有活塞。本实用新型测量原理简单，操作简便，能方便的测量空气比热容比；实验中所用仪器是实验室中常用仪器，所需成本低。

Description

一种新型空气比热容比测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验仪器，具体是一种新型空气比热容比测定仪。

背景技术

在研究热力学过程中，特别是绝热过程中，空气比热容比是一个非常重要的参量。现实生活中，研究热机的效率以及声波在空气中的传播特性等都和空气比热容比有着密切的关系。而这个重要的物理参量却没有一个比较简便的测量方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种新型空气比热容比测定仪，能够比较精确的测量空气比热容比，实验装置简单、实验原理易懂。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种新型空气比热容比测定仪，包括带橡胶塞的贮气瓶、压强计和温度计；用于密封贮气瓶的橡胶塞上插有压强计、放气管、温度计和进气管；所述的放气管连通贮气瓶内部和外界大气，放气管上端设有放气活塞；所述的进气管连通贮气瓶内部，进气管的外界端口密封连接有气囊，进气管上靠近橡胶塞处设有进气活塞、靠近气囊处设有活塞。

使用时，先利用压强计测得大气压p0，再利用贮气瓶内气体经历绝热膨胀过程，满足泊松方程p₁V₁ ^γ＝p₀V₂ ^γ，由压强计测得p₁，再经历等温过程，满足玻意耳定律p₁V₁＝p₃V₂，由压强计测得p₃，在两个公式中约去V₁和V₂，可以求出空气的比热容比γ。

本实用新型测量原理简单，操作简便，能方便的测量空气比热容比；实验中所用仪器是实验室中常用仪器，所需成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、压强计；2、橡胶塞；3、放气管；4、放气活塞；5、温度计；6、进气活塞；7、进气管；8、活塞；9、气囊；10、贮气瓶。

具体实施方式

以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种新型空气比热容比测定仪，包括贮气瓶10、液体压强计1、温度计5、放气管3和进气管7；贮气瓶10采用广口贮气瓶，其上安装有橡胶塞2；橡胶塞2上插有液体压强计1、放气管3、温度计5和进气管7；放气管3连通贮气瓶10内部和外界大气，放气管3上端设有放气活塞4；温度计5用于检测贮气瓶10内部温度；进气管7连通贮气瓶10内部，进气管7的外界端口密封连接有气囊9，进气管7上靠近橡胶塞2处设有进气活塞6、靠近气囊9处设有活塞8。

测量原理与方法如下：首先用液体压强计1测出大气压强，记为p₀。然后用橡胶塞2将广口贮气瓶10密封，打开放气活塞4、进气活塞6和活塞8，让广口贮气瓶10和气囊9内空气和大气相通。一段时间后，广口贮气瓶10和气囊9内空气的气压和大气压p₀相同。闭合放气活塞4，挤压气囊9后闭合活塞8，使广口贮气瓶10内气体压强大于大气压强。经过一段时间，广口贮气瓶10内空气的温度与外部环境温度相同，由温度计5测出此时温度值为T₀,由液体压强计1测出此时压强值为p₁,设此时广口贮气瓶10内气体的体积为V₁。接着迅速打开放气活塞4，使广口贮气瓶10内的气体与外界大气相通。由于p₁＞p₀，广口贮气瓶10内的气体将立刻涌出，同时发出响声，当广口贮气瓶10内气压降为大气压p₀时，响声停止，此时立即关闭放气活塞4。由于此过程所需时间很短，广口贮气瓶10内气体迅速膨胀，来不及与周围环境进行热交换，所以这个过程可以近似看作绝热膨胀过程，气体从状态Ⅰ(p₁,V₁,T₀)迅速转变为状态Ⅱ(p₀,V₂,T₂)。由于气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，所以T₂＜T₀。再过一段时间以后，气体将从外界吸收热量，达到热平衡后，温度将升高到T₀。此时气体体积不变为V₂，则压强将增加到p₃（由液体压强计1测得），这样气体将达到状态Ⅲ(p₃,V₂,T₀)。气体由状态Ⅰ(p₁,V₁,T₀)变化到状态Ⅱ(p₀,V₂,T₂)为绝热过程，满足泊松方程p₁V₁ ^γ＝p₀V₂ ^γ，气体从状态Ⅰ(p₁,V₁,T₀)变化到状态Ⅲ(p₃,V₂,T₀)是等温过程，由玻意耳定律可得：p₁V₁＝p₃V₂，消去V₁和V₂，可得

${\left(\frac{p_3}{p_1}\right)}^{\mathrm{\γ}}=\frac{p_0}{p_1}$

带入p₀、p₁、p₃，就可以求出空气的比热容比γ。

Claims (1)

1.一种新型空气比热容比测定仪，包括带橡胶塞（2）的贮气瓶（10）、压强计（1）和温度计（5）；其特征在于：用于密封广口贮气瓶（10）的橡胶塞（2）上插有压强计（1）、放气管（3）、温度计（5）和进气管（7）；所述的放气管（3）连通贮气瓶（10）内部和外界大气，放气管（3）上端设有放气活塞（4）；所述的进气管（7）连通贮气瓶（10）内部，进气管（7）的外界端口密封连接有气囊（9），进气管（7）上靠近橡胶塞（2）处设有进气活塞（6）、靠近气囊（9）处设有活塞（8）。

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