[实用新型]一种快速测量空气比热容比的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大学物理实验装置，具体是涉及一种测量空气比热容比的实验装置。

背景技术

气体的比热容比是指气体的定压比热容C_P与定容比热容C_V的比值，又称为气体的绝热系数，通常用符号γ表示。气体的比热容比是热力学中一个非常重要的物理量，在理论和工程技术应用中均有重要作用。因此，气体比热容比的测量就成为目前大学物理实验中一个常见的项目。测量气体比热容比比较常见的方法有两种：振动法和绝热膨胀法。大学物理实验中多采用绝热膨胀法，因为这种方法原理比较简单，操作比较方便。通常采用的装置是一个储气瓶，通过充气装置向瓶内充入一定量的空气，等到瓶内气体与外界平衡，测出瓶内气体的压强。然后打开放气阀迅速放气，等到瓶内气体压强等于外界大气压时，立即关闭放气阀，停止放气。再次等到瓶内气体与外界平衡，测出瓶内气体的压强。然后通过公式就可以计算出空气的比热容比。但是这种装置与测量方法存在以下不足：

其一，由于实验过程中需要充气与放气，从而使瓶内气体质量发生变化，学生对以哪部分气体作为研究对象容易产生混淆，进而影响实验原理的理解，影响实验效果。

其二，关闭放气阀的时机全凭经验，不易准确把握，容易造成较大的实验误差。

其三，由于充气与放气后都要等到瓶内气体与外界平衡后，才能测瓶内气体的压强，所以实验时间就比较长；另外，外界的温度与大气压可能会有比较大的波动，从而影响测量结果的准确性。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提出一种快速测量空气比热容比的实验装置，该装置结构简单，实验过程中作为研究对象的气体始终不变，实验原理清晰易懂，测量时间可以大大缩短，测量结果准确可靠。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用一个一端封闭的气缸，气缸壁采用双层结构，中间抽成真空，以起到良好的绝热效果，气缸的开口端设置两个圆孔；气缸内设置一活塞，活塞与气缸壁密封良好，活塞与一把手相连，通过推拉把手可以改变活塞在气缸中的位置，从而改变气缸内气体的体积；把手上设置一系列圆孔，称为定位孔，利用销钉穿过气缸上的圆孔与把手上的定位孔可以将活塞固定在不同位置，销钉通过不同的定位孔时，气缸内气体的体积设计实验装置时已经确定并标明，以供实验时直接使用；活塞上设置有换气阀，可以使气缸内气体与外界进行气体交换；活塞上还设置一气体压强传感器，一端开口于气缸内，气体压强传感器通过接口与主机相连，用来测量气缸内气体的压强，并可显示出来。打开换气阀，向气缸内充入一定量的空气，然后关闭换气阀，通过推拉把手改变活塞在气缸中的位置，利用销钉穿过气缸开口端的两个圆孔以及活塞把手上的某一定位孔，将活塞固定在此位置，记下此时气缸内气体的体积与压强值，接下来再次通过推拉把手改变活塞在气缸中的位置，利用销钉穿过活塞把手上的另一定位孔，将活塞固定在此位置，再次记下气缸内气体的体积与压强值，根据公式即可计算出空气的比热容比。

本实用新型的有益效果是，可以快速准确地测量空气的比热容比，该装置结构简单，实验过程中作为研究对象的气体始终不变，实验原理清晰易懂。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图是本实用新型的结构示意图。

图中1.气缸，2.换气阀，3.销钉，4.气缸开口端的圆孔，5.活塞把手，6.活塞把手上的定位孔一，7.活塞把手上的定位孔二，8.活塞把手上的定位孔三，9.活塞把手上的定位孔四，10.活塞把手上的定位孔五，11.活塞把手上的定位孔六，12.活塞把手上的定位孔七，13.活塞把手上的定位孔八，14.活塞把手上的定位孔九，15.活塞把手上的定位孔十，16.活塞，17.气体压强传感器，18.气体压强显示屏，19.电源开关按键，20.复位按键，21.气体压强传感器接口。

具体实施方式