密封圆筒中活塞振动测量空气比热容比的方法

摘要

密封圆筒中活塞振动测量空气比热容比的方法，一个透明竖直布置的圆筒，上端密封、下端开口，上端端面与圆筒的长度方向垂直、上端端面有一个水平泡，其侧面有有一个气管，气管有一个密封塞，密封塞内固定一个压强传感器，圆筒的外表面沿长度方向有一个毫米刻度尺；一个活塞位于圆筒内，活塞下端面固定一个金属半球，金属半球的球面中心固定一个拉杆；打开气管的螺纹密封帽，通过拉杆推送活塞到人为设定的位置，然后密封气管，拉动拉杆使活塞向下移动，放开拉杆后，在密封空气的弹性作用下将会发生振动；空气比热容比γ为γ=4πmh/(r ²T²P)，其中，圆周率π=3.14159；r为圆筒的内部半径；T为振动周期，P=P₀‑mg/(π*r²)，其中P₀为大气压。有益效果是：密封空气具备弹性；实验原理更严谨；活塞不会出现转动；是一个严格的简谐振动。

主权项

密封圆筒中活塞振动测量空气比热容比的方法，其特征是：一个硬质圆筒（2），为中空圆柱体，圆筒（2）由硬质透明材料制作而成，一端密封、一端开口，其侧面有一个气管（3），气管有一个密封塞，圆筒（2）的密封端的外侧上端面有一个水平泡（1），圆筒（2）的水平泡（1）所在的上端面垂直于圆筒（2）的长度方向，圆筒（2）的外表面沿长度方向有一个毫米刻度尺；将圆筒（2）固定在一个支架上，调节支架的调节脚，使上端面的水平泡（1）水平，也就是使圆筒（2）竖直；一个活塞（4），活塞（4）的一个侧面固定一个金属半球（5），在固定平面上活塞（4）的圆心和金属半球（5）的球心重合，金属半球的球面中心固定一个拉杆；打开气管（3）的密封塞，在圆筒（2）的开口端塞入活塞（4），通过拉杆（6）推送活塞（4）到人为设定的位置，然后密封气管（3），用手微微托住拉杆，受到活塞（4）、金属半球（5）和拉杆（6）的重力之和的作用，活塞（4）会微微下滑，直到圆筒内部的密封气体和外侧大气的压强差产生的力量等于活塞（4）、金属半球（5）和拉杆（6）的重力之和，活塞（4）、金属半球（5）和拉杆（6）的质量之和记为m，此时活塞（4）处于平衡位置，此时密封空气的长度能够通过圆筒外侧的毫米刻度尺的刻度读出，密封空气的长度记为h，密封空气的体积V=π*r²*h；拉动拉杆（6）使活塞向下移动，随着活塞的移动，密封空气的压强逐渐减少，与外界的压强差增加，放开拉杆（6）后，在密封空气的弹性作用下将会发生振动；空气比热容比γ为γ=4πmh/( r²T²P)，其中，圆周率π=3.14159； r为圆筒（2）的内部半径；T为振动周期，通过插入气管（3）的固定在密封塞内的压强传感器（11），然后通过信号线传递到数字示波器（13），通过数字示波器（13）记录的压强变化曲线确定振动的周期T；P为外界压强与活塞（4）、金属半球（5）和拉杆（6）产生的附加压强之差，即P=P₀‑mg/(π* r²)，其中P₀为大气压，为待测量，从气压表测量空气的大气压值P₀。