一种往复式气体比热容比测定仪的制作方法

该发明涉及到物理学、热学和电子及传感技术领域，特别是气体比热容比测定领域。

背景技术：

测定气体的比热容比采用传统的方法是绝热膨胀法，利用理想气体状态方程通过测量气体绝热膨胀气体温差来计算气体比热容，该方法主要问题是绝热过程很难实现，温度测量误差也较大，该发明提出一种新的方法，通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算气体的比热容比。

技术实现要素：

该发明为解决常规绝热膨胀法测定气体比热容比误差大的缺点，提出一种新的方法，通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算气体的比热容比。该发明由气泵(1)、气管(2)、缓冲瓶(3)、储气瓶(4)、调节阀(5)、玻璃管(6)、出气小孔(7)、钢球(8)、压力传感器(9)、示波器(10)和支承架(11)组成；气泵(1)、缓冲瓶(3)、储气瓶(4)通过气管(2)依次连接，玻璃管(6)安装在储气瓶(4)上，玻璃管(6)侧面有上下两个小孔，上面的小孔为出气小孔(7)，下面的小孔接压力传感器(8)，玻璃管(6)内有一粒钢球(8)，压力传感器(9)的输出电压连接到示波器。气泵(1)工作时向缓冲瓶(3)和储气瓶(4)加气，调节阀(5)用于调节缓冲瓶(3)内的气压大小。钢球(8)的直径比玻璃管(6)的内直径小0.015mm，钢球(8)正好能装在玻璃管(6)内，并能自由运动。玻璃管(6)垂直放置，当储气瓶(4)内的气体的压力适当时，钢球(8)在出气小孔(7)附近上下振动。压力传感器(9)将气压变化转换为电压变化，由示波器(10)显示电压波形，计算出储气瓶(4)内平均气压和钢球(8)振动周期，再计算出气体比热容比。

该发明的有益效果是实验操作简单方便，测量误差小。

附图说明

图1为发明结构和连接方式，图2为储气瓶及玻璃结构示意图；图1～图2中，1为气泵、2为气管、3为缓冲瓶、4为储气瓶、5为调节阀、6为玻璃管、7为出气小孔、8为钢球、9为压力传感器、10为示波器和11为支承架。

具体实施方式

该发明由气泵(1)、气管(2)、缓冲瓶(3)、储气瓶(4)、调节阀(5)、玻璃管(6)、出气小孔(7)、钢球(8)、压力传感器(9)、示波器(10)和支承架(11)组成；气泵(1)、缓冲瓶(3)、储气瓶(4)通过气管(2)依次连接，玻璃管(6)安装在储气瓶(4)上，玻璃管(6)侧面有上下两个小孔，上面的小孔为出气小孔(7)，下面的小孔接压力传感器(8)，玻璃管(6)内有一粒钢球(8)，压力传感器(9)的输出电压连接到示波器。气泵(1)工作时向缓冲瓶(3)和储气瓶(4)加气，调节阀(5)用于调节缓冲瓶(3)内的气压大小。钢球(8)的外直径比玻璃管(6)的内直径小0.015mm，钢球(8)正好能装在玻璃管(6)内，并能自由运动。

本实施例中，气泵(1)通电后工作，向缓冲瓶(3)和储气瓶(4)充气，通过调节阀(5)控制缓冲瓶内的气压大小，玻璃管(6)垂直放置，当储气瓶(4)内的气体的压力达到一定值时，气体对钢球(8)的压力大于钢球(8)的重力时，钢球(8)向上运动，当钢球(8)高于出气小孔(7)时，出气小孔(7)放气，储气瓶(4)内的压力减小，气体压力小于钢球(8)的重力，钢球(8)向下运动，这样钢球(8)在出气小孔(7)附近往复上下运动。

本实施例中，压力传感器(9)采用26pcafa2g，其作用是将气压变化转换为电压变化，由示波器(10)显示电压波形，获得储气瓶(4)内平均气压和钢球(8)振动周期，再计算出气体比热容比。

本实施例中，气体比热容比的计算公式为，式中，m为钢球(8)的质量，v为储气瓶(4)的容积，t为钢球(8)振动周期，p为储气瓶(8)内的压强，d为玻璃管(6)的内直径。

本实施例中，须为压力传感器26pcafa2g提供一个12v直流电压。

技术特征：

技术总结
该发明涉及一种往复式气体比热容比测定仪，包括气泵、气管、缓冲瓶、储气瓶、调节阀、玻璃管、出气小孔、钢球、压力传感器、示波器和支承架；气泵、缓冲瓶、储气瓶通过气管依次连接，玻璃管安装在储气瓶上，玻璃管侧面有两个小孔，上面的小孔为出气小孔，下面的小孔用于安装压力传感器，玻璃管内有一粒钢球；当储气瓶的气体的压力适当时，钢球上出气小孔附近上下振动；压力传感器检测储气瓶内压力并转换为电压，由示波器观测电压波形，获得瓶内平均气压和振动周期，再计算出气体比热容比。

技术研发人员：张文昭
受保护的技术使用者：湖南科技学院
技术研发日：2017.11.03
技术公布日：2019.05.14