一种振动法测量空气比热容比的方法

摘要

一种振动法测量空气比热容比的方法，涉及物理常数的测量，为克服现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：一个圆筒，其上端密封、下端开口，上端面外侧平面内有一个水平泡；圆筒的侧面上部有一个或者多个气孔，气孔能够通过密封螺帽实现密封；将圆筒竖直固定在支架上；圆筒内侧上端平面和活塞之间连接一个弹簧，活塞的下端面悬挂线一个重物；在气孔打开的状态下，重物振动周期T₁=2π(m/k)^0.5，密封所有气孔，重物振动周期T；则空气比热容比γ=4πmh(T₁²-T²)/(r²PT²T₁²)，其中π为圆周率，m为活塞和重物的质量之和，k为弹簧的弹性系数，P为密封气体压强，r为圆筒内径。有益效果是：密封空气具备弹性；实验原理更严谨；是严格的简谐振动；不会出现转动现象；装置结构更简单，成本更低廉。

主权项

一种振动法测量空气比热容比的方法，其特征是：一个圆筒（3），其上端密封、下端开口，圆筒（3）外侧上端面为一个平面，所述平面与圆筒（3）轴线垂直，所述平面内有一个水平泡；圆筒（3）的侧面上部有一个或者多个气孔（5），气孔（5）通过密封螺帽和密封垫实现密封；将圆筒（3）竖直固定在支架上，调节支架的高度调节脚，使圆筒（3）外侧的上端平面的水平泡的处于水平，从而达到圆筒（3）处于竖直状态；圆筒（3）内侧上端平面的中心固定弹簧（6）的上端，弹簧（6）的下端固定活塞（4）的上端平面，活塞（4）的侧面与圆筒（3）的内侧紧密接触，通过在活塞（4）的侧面涂抹润滑油来减少活塞（4）与圆筒（3）内侧表面之间的摩擦，活塞（4）的下端面中心固定悬挂线（2）的上端，悬挂线（2）的下端系重物（1）；在气孔打开的状态下，牵引重物（1）向下拉伸弹簧（6），放开重物（1）后，在弹簧（6）的作用下，将发生振动，其振动周期T₁=2π(m/k)^0.5，其中T₁为振动周期，π为圆周率，m为活塞（4）和重物（1）的质量之和，k为弹簧的弹性系数；然后，密封所有气孔（5），牵引重物（1）向下拉伸弹簧（6），放开重物（1）后，在弹簧（6）和密封空气的共同作用下，将发生振动，其振动周期为T，则空气比热容比γ=4πmh(T₁²‑ T²)/( r ²P T² T₁²)，其中，圆周率π=3.14159；h为活塞（4）处于平衡位置时、活塞（4）上表面到圆筒（3）内部上端平面的距离，通过硬质透明圆筒（3）外侧的毫米刻度尺读出；r为圆筒（3）的内部半径；T和T₁为振动周期，其中T为气孔密封时的振动周期，T₁为气孔未密封时的振动周期；P为活塞处于平衡位置时，密封气体的压强，等于从气压表测量空气的大气压值P。