測定空氣的比熱容
在測定空氣的比熱容比的實驗中,實驗測定的物理量是()
A.Cv
B.Cp
C.Cv/Cp
D.Cp/Cv
答案是:
D
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怎樣測量空氣比熱容
在進行空氣比熱容實驗時,等待穩定氣壓的次數可能因實驗設備和方法而異。
通常,在進行空氣比熱容實驗時,需要在測量溫度和壓力時等待氣體進入穩定狀態。這通常需要幾分鐘的時間,並且可能需要多次測量才能獲得準確的結果。
爲了確保測量結果的準確性,在進行空氣比熱容實驗時,應該遵循下列建議:
使用高質量的實驗設備,確保測量準確性。
在進行測量之前,先等待足夠長的時間,使氣體進入穩定狀態。
在進行測量時,多次測量並記錄結果,然後計算平均值。這可以幫助消除測量誤差。
總的來說,空氣比熱容實驗是一個精確度較高的實驗,在進行實驗時應認真遵循實驗步驟,確保測量結果的準確性。
空氣比熱容比的測定
空氣比熱容比的測定【實驗目的】 1. 學習用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比;2. 觀測熱力學過程中狀態變化及基本物理規律。 【實驗儀器】 VJ-NCD-Ⅲ空氣比熱容比綜合實驗儀、實驗裝置、數字溫度計實驗模板、萬向光電門、VJ-HMJ-I數字毫秒計【實驗原理】1、 數字式溫度計設計圖1⑴成溫度傳感器將溫敏晶體管與相應的輔助電路集成在同一芯片上,它能直接給出正比於絕對溫度的理想線性輸出,一般用於-50℃—+150℃之間溫度測量,溫敏晶體管是利用管子的集電極電流恆定時,晶體管的基極——發射極電壓與溫度成線性關係。爲克服溫敏晶體管生產是基極電壓的離散性,均採用了特殊的差分電路。集成溫度傳感器有電壓型和電流型二種,電流輸出型集成溫度傳感器,在一定溫度下,它相當於一個恆流源。因此它具有不宜受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾。具有很好的線性特性。⑵AD590的工作電源範圍+4V—+30V,在終端使用一隻取樣電阻(一般爲10K),即可實現電流到電壓的轉換。測量精度比電壓型的高,其靈敏度爲1微安/伏。⑶如果AD590集成溫度傳感器的靈敏度不是嚴格的1.000微安/℃,而是略有差異,可改變取樣電阻的阻值,使數字式溫度計的測量誤差減少。⑷絕對溫度跟攝氏溫標的轉換:T(K)=273.2+t(℃)。2.絕熱膨脹法測定空氣的熱容比:若以比大氣壓P0稍高的壓力P1向容器內壓入適量的空氣,並以與外部環境溫度T1相等之單位質量的氣體體積(稱爲比體積或比容)作爲V1,如下圖中的I(P1,V1,T1)表示這一狀態。然後急速打開閥門,即令其絕熱膨脹,降至大氣壓力P0,並以II(P2,V2,T2)表示該狀態。由於是絕熱膨脹,T2〈T1,所以,若再迅速關閉閥門並放置一段時間,則系統將從外界吸收熱量且溫度升高至T1;因爲吸熱過程中體積(比容)V2不變,所以,壓力將隨之增加爲P3;即系統又變至狀態III(P3,V3,T3)。因此態I至狀態II的變化是絕熱的,圖2故滿足泊松公式: (1)而狀態III與狀態I是等溫的,所以,玻意耳定律成立,即: (2)由⑴及⑵式消去V1、V2可解得: (3) 可見,只要測得測量,,的值可測量出空氣的比熱容如果用⊿,⊿分別表示,與大氣壓強的差值時,則有: =+⊿;=+⊿ (4)將⑷式代入⑶式,並考慮到〉〉⊿,〉〉⊿,則:及 所以: ⑸同樣,只要用壓力計測得實驗過程中,時與的壓力差⊿,⊿,即可通過 ⑸式求出比熱容比。【實驗內容與步驟】 絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比1. 用電纜線和導線連好實驗裝置、數字溫度計實驗模板和儀器面板。2. 調節數字溫度計實驗模板上的取樣電阻,室溫由0.1℃的溫度計測得(實驗室提供);3. 調節使IC2輸出爲室溫t(℃)4. 打開出氣閥;調節儀器“調零鈕”使壓強差值爲零;5. 關閉出氣閥,擠壓打氣球,向容器內壓入適量的空氣(壓強差值不應超過15kPa),壓強爲P1,觀察溫度 、壓強差的變化,記錄此狀態 I(P1,V1,T1)的⊿ 、T1的值。6. 打開出氣閥,即令其絕熱膨脹,降至大氣壓強,變爲狀態II(P2,V2,T2),由於是絕熱膨脹,,再迅速關閉閥門並放置一段時間,則系統溫度將升至,壓強將隨之增加爲,其狀態爲III(P3,V3,T3),記錄此狀態時⊿ 、T1值。注:打開出氣閥放氣時,當聽到放氣聲將結束時應迅速關閉出氣閥,7. 根據⑸式,即可求出空氣的比熱容比8. 重複以上步驟進行多次測量(如5次、10次)求平均值。 【注意事項】1. 向容器內壓入空氣時,壓強差值不超過15kpa;2. 實驗內容6打開出氣閥放氣時,當聽到放氣聲將結束時應迅速關閉出氣閥,提早或推遲關閉出氣閥,都將影響實驗要求,引入誤差。由於數字電壓表有滯後顯示,如用計算機實時測量,發現此放氣時間約零點幾秒,並與放氣聲產生消失一致,而且關閉也需要零點幾秒的時間,所以關閉出氣閥用聽聲更可靠些;3. 實驗要求環境溫度基本不變、如發生環境溫度不斷下降情況,可在遠離實驗儀適當加溫,以保證實驗正常進行。 【數據記錄及處理】 ⊿(kpa)⊿(kpa)(kpa) 【思考題】1. 該實驗的誤差來源主要有哪些?2. 如何檢查系統是否漏氣?如有漏氣,對實驗結果有何影響?3. 對該實驗提出改進意見,或設計一套新的實驗方案。注:空氣的公認值:C=1.0032, C=0.7106,g=1.412。
空氣的比熱容是怎樣測出來的?
空氣的比熱容是大約1.006焦耳/克·攝氏度(J/g·℃)。比熱容是物質單位質量在單位溫度變化下所吸收或釋放的熱量。對於空氣而言,其比熱容值可以略有差異,因爲它的組成和溫度可能會變化。一般情況下,上述數值是指在常壓下、約25攝氏度的條件下的空氣比熱容。
空氣的比熱的應用
空氣的比熱容在許多實際應用中都起着關鍵的作用。
1.空氣調節系統
比熱容決定了空氣吸收和釋放熱量的能力,因此在空調和暖氣系統中起着重要作用。通過控制空氣的溫度和溼度,可以爲建築物提供舒適的室內環境。
2. 熱能儲存
由於空氣的高比熱容,可以將其用作熱能儲存介質。例如,空氣儲能技術利用電力將壓縮空氣儲存在容器中,當需要時再通過膨脹釋放能量,實現電力儲存和調度。
3. 傳熱過程
在傳熱學中,空氣的比熱容決定了其在傳熱過程中所需要的能量。比如,熱交換器中的空氣流體通過與其他物質接觸而進行傳熱,比熱容可以用來計算所需的熱量。
4. 氣象學
空氣的比熱容對於氣象學研究也非常重要。它決定了大氣中的空氣質量如何響應溫度變化,從而影響氣候和天氣模式。
總之,空氣的比熱容在許多領域中都是一個關鍵參數,它對於熱能傳遞、能量儲存和環境調節等方面的應用具有重要意義。
空氣的比熱的測量方法
空氣的比熱容可以通過多種方法來測量,以下是幾種常見的方法:
1.量熱法
在一個封閉的容器中,向容器內注入已知溫度和質量的空氣,記錄下初始溫度。然後通過加熱或冷卻容器來改變空氣的溫度,同時記錄下最終達到穩定狀態時的溫度。根據加熱或冷卻過程中所提供或吸收的熱量,可以計算出空氣的比熱容。
2. 混合法
將已知溫度和質量的熱水或冷水與待測空氣混合,達到熱平衡後記錄下混合後的溫度。通過考慮能量守恆原理,利用水的比熱容以及水和空氣的初始溫度,可以計算出空氣的比熱容。
3. 焦耳計法
使用稱爲焦耳計的裝置,將電能轉化爲熱能。通過將一定量的電能輸入到空氣樣品中,並記錄下樣品升溫的時間和溫度變化,可以計算出空氣的比熱容。
4. 間接法
利用其他物質的已知比熱容和熱平衡原理來測量空氣的比熱容。例如,可以使用熱平衡容器將待測空氣與已知比熱容物質接觸,通過記錄兩者達到熱平衡時的溫度變化,可以計算出空氣的比熱容。
這些方法中每一種都有其適用的條件和特點,具體選擇哪種方法取決於實際測量的要求和可用設備的條件。
空氣的比熱的例題
當空氣的質量爲0.5 kg,溫度從25°C升高到35°C時,需要吸收多少熱量?
要計算空氣所吸收的熱量,可使用以下公式:
Q = m * c * ΔT
其中,Q表示熱量,m表示空氣的質量,c表示空氣的比熱容,ΔT表示溫度變化。
在這個例子中,m = 0.5 kg,ΔT = (35°C - 25°C) = 10°C。對於空氣,常見的比熱容約爲1005 J/(kg·°C)。
將這些值代入公式進行計算:
Q = 0.5 kg * 1005 J/(kg·°C) * 10°C
= 5025 J
因此,在溫度從25°C升高到35°C的過程中,空氣需要吸收5025焦耳(J)的熱量。
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