氣體比熱容比CP/CV的測定引言比熱容是物性的重要參量，在研究物質結構、確定相變，鑒定物質純度等方面起著重要的作用。本實驗將介紹一種較新穎的測量氣體比熱容的方法。【一】實驗目的測定空氣分子的定壓比熱容與定容比熱容之比。【二】實驗儀器DH4602氣體比熱氣體比熱容比測定儀支撐架密玻璃容器氣泵計時器操作打開電源，程序預置周期為T=30（數顯），即：小球來回經過光電門的次數為T=2n+1次。據具體要求，若要設置50次，先按“置數”開鎖，再按上調（或下調）改變周期T，再按“置數”鎖定，此時，即可按執行鍵開始計時，信號燈不停閃爍，即為計時狀態，當物體經過光電門的周期次數達到設定值，數顯將顯示具體時間，單位“秒”。須再執行“50”周期時，無須重設置，只要按“返回”即可回到上次剛執行的周期數50”，再按“執行”鍵，便可以第二次計時。（當斷電再開機時，程序從頭預置30次周期，須重復上述步驟）【三】實驗原理氣體的定壓比熱容CP與定容比熱容CV之比y=C/C。在熱力學過程特別是絕熱過程中是一個很重要的參數，測定的方法有好多種。這里介紹一種較新穎的方法，通過測定物體在特定容器中的振動周期來計算y值。實驗基本裝置如圖10-1所示，振動物體小球的直徑比玻璃管直徑僅小0.01?0.02mm。它能在此精密的玻璃管中上下移動，在瓶子的壁上有一小口，并插入一根細映矚管u小瓦TOC\o"1-5"\h\z管，通過它各種氣體可以注入到燒瓶中。部鋼球A的質量為m，半徑為r（直徑為d），當瓶子內壓力P滿足下面條件時鋼球A處于力平衡狀氣怵注入口J態。這時p=p+嘩，式中PL為大氣壓力。為了分L兀r2f\補償由于空氣阻尼引起振動物體A振幅的衰減，通'/過C管一直注入一個小氣壓的氣流，在精密玻璃管B的中央開設有一個小孔。當振動物體A處于小孔下方的半個振動周期時，注入氣體使容器的內壓力增大，引起物體A向上移動，而當物體A處于小圖10-1孔上方的半個振動周期時，容器內的氣體將通過小孔流出，使物體下沉。以后重復上述過程，只要適當控制注入氣體的流量，物體A能在玻璃管B的小孔上下作簡諧振動，振動周期可利用光電計時裝置來測得。若物體偏離平衡位置一個較小距離x，則容器內的壓力變化Ap，物體的運動方程為：

d2xm=兀r2Ap因為物體振動過程相當快，所以可以看作絕熱過程，絕熱方程PVr=常數d2xm=兀r2AppvAV，一_、Ap=，AV=kr2x（10-3）V將（10-3）式代入（10-1）式得d2x兀2r4py0dt2mV此式即為熟知的簡諧振動方程，它的解為（10-4）y值與氣體分子的自由度4mV64mV

y==（10-4）y值與氣體分子的自由度T2pr4T2pd4式中各量均可方便測得，因而可算出y值。由氣體運動論可以知道，數有關，對單原子氣體（如氬）只有三個平均自由度，雙原子氣體（如氫）除上述3個平均自由度外還有2個轉動自由度。對多原子氣體，則具有3個轉動自由度，比熱容比y與自由度f由度外還有2個轉動自由度。對多原子氣體，則具有3個轉動自由度，比熱容比y與自由度f/單原子氣體(Ar，He)f=3y=1.67雙原子氣體(N2，h2，O2）f=5y=1.40多原子氣體(CO2，CH4)f=6y=1.33且與溫度無關。本實驗裝置主要系玻璃制成，且對玻璃管的要求特別高，振動物體的直徑僅比玻璃管內徑小0.01mm左右，因此振動物體表面不允許擦傷。平時它停留在玻璃管的下方（用彈簧托住）。若要將其取出，只需在它振動時，用于指將玻璃管壁上的小孔堵住，稍稍加大氣流量物體便會上浮到管子上方開口處，就可以方便地取出，或將此管由瓶上取下，將球倒出來。振動周期采用可預置測量次數的數字計時儀（分50次，100次二檔），采用重復多次測量。振動物體直徑采用螺旋測微計測出，質量用物理天平稱量，燒瓶容積由實驗室給出，大氣壓力由氣壓表自行讀出，并換算N/m2（760mmHg=1.013x105N/m2）。【四】實驗內容及步驟接通電源，調節氣泵上氣量調節旋鈕，使小球在玻璃管中以小孔為中心上下振動。注意，氣流過大或過小會造成鋼珠不以玻璃管上小孔為中心的上下振動，調節時需要用于當住玻璃管上方，以免氣流過大將小球沖出管外造成鋼珠或瓶子損壞。打開周期計時裝置，次數設置為50次，按下執行按鈕后即可自動記錄振動50次周期所需的時間。若不計時或不停止計時，可能是光電門位置放置不正確，造成鋼珠上下振動時未擋光，或者是外界光線過強，此時須適當擋光。重復以上步驟五次（本實驗儀器體積約為200ml）。用螺旋測微計和物理天平分別測出鋼珠的直徑d和質量m，其中直徑重復測量五次。

【五】實驗數據與數據處理求鋼珠直徑及其不確定度：平均值：不確定度:平均值：不確定度:I一,Z(d-d)2氣=I'~~d(n-1)d±匕(mm)結果：d±Ad(mm)2.在忽略容器體積V、大氣壓p測