单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法

摘要

单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法，一个透明的内部半径为r的圆筒分成两段，其中一段为底端密封并布置一个压强传感器，压强传感器的信号线连接到数字示波器测量振动的周期T，圆筒的外表面沿圆筒的长度方向有一个毫米刻度尺和一个水平泡；圆筒内部有一个质量为m的两处密封活塞有一个活塞连杆，活塞连杆为能够被磁场吸引；将一个磁铁伸入到圆筒的空心圆管端，接触到活塞，磁场吸住活塞连杆的不锈钢，然后向圆筒开口端拉动活塞连杆，当磁场力小于空气压强差产生的力量，则两处密封活塞脱离磁铁并发生振动，表测量空气的大气压值P；空气比热容比由公式γ=4πmh/(r²T²P)计算。有益效果是：密封空气具备良好的弹性；实验原理更严谨；是一个严格的简谐振动；不会出现转动现象；起振方法简单易行；结构更简单，成本更低廉。

主权项

单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法，其特征是：一个圆筒（1），由硬质透明材料制作而成，圆筒分成两段，其中一段为空心圆柱、底端密封，在密封的底端布置一个压强传感器（7），压强传感器的探头位于圆筒（1）内侧，压强传感器的信号线连接到数字示波器（8），通过数字示波器显示圆筒内部压强的变化曲线，从变化曲线测量振动的周期T，圆筒(1)的另一段为空心圆管，空心圆管和空心圆柱的内径相同，其内部半径记为r，空心圆管和空心圆柱通过螺纹连接（2），在螺纹连接（2）处有密封垫圈；圆筒（1）的外表面沿圆筒（1）的长度方向有一个毫米刻度尺；圆筒（1）的表面有一个水平泡，用于指示圆筒是否处于水平状态；旋开圆筒（1）的螺纹连接（2），在圆筒（1）的空心圆管端插入两处密封活塞（4），两处密封活塞（4）由两个活塞和一个活塞连杆（5）组成，两处密封活塞（4）的质量为m，活塞连杆（5）为能够被磁场吸引的不锈钢材料制作而成，活塞连杆（5）的两个端面分别固定一个活塞；在圆筒（1）的空心圆管端插入两处密封活塞（4）后，通过螺纹连接（2）连接到圆筒（1）的空心圆柱，将圆筒（1）放置在水平支撑架上，并调节支撑架使圆筒（1）水平，通过水平泡（3）观察圆筒（1）是否处于水平状态，此时圆筒（1）密封端内部端面到最近活塞表面的距离为密封空气的长度，其密封空气的长度能够通过圆筒外侧的刻度尺的刻度读出，其密封空气的长度记为h，其密封空气的体积V=π*r²*h；将一个磁铁（6）伸入到圆筒（1）的空心圆管端，接触到活塞，磁场吸住活塞连杆（5）的不锈钢，然后向圆筒（1）开口端拉动活塞连杆（5），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，当磁场力小于空气压强差产生的力量，则两处密封活塞（4）脱离磁铁，从圆筒（1）中取出磁铁（6），则两处密封活塞（4）在密封空气的弹性作用下将会发生振动，从数字示波器（8）显示的曲线测量其振动周期T，从气压表测量空气的大气压值P；空气比热容比由公式γ=4πmh/( r ²T²P)计算。