空氣比熱容

在普通物理實(shí)驗(yàn)中，測定空氣比熱容比的常用方法有絕熱膨脹法、振動法、EDA 方法等。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的空氣比熱容比實(shí)驗(yàn)采用的大多是FD-NCD 型測定儀，這種裝置是人工打氣、放氣和關(guān)閉氣閥來實(shí)現(xiàn)空氣的絕熱膨脹等過程，從而測得空氣比熱容比γ。此方法簡單易操作，但放氣后靠人耳聽到?jīng)]氣流聲時才關(guān)閉氣閥，這種人工操作是容易引起誤差的，因?yàn)椴煌娜寺犛X靈敏度不一樣，反應(yīng)速度也不一樣。再則玻璃瓶充氣后有形變，瓶內(nèi)會有水汽，封口老化漏氣等問題，這些在實(shí)驗(yàn)中都沒有考慮。若通過測量聲速來測空氣比熱容比，可避免這一系列問題。

超聲法是利用在理想氣體中聲波的傳播過程可以認(rèn)為是一個絕熱過程，通過測定聲速的方法來計(jì)算結(jié)果。

聲速測量實(shí)驗(yàn)方法全為儀器操作，避免了FD-NCD 型空氣比熱容比測定儀實(shí)驗(yàn)中的人為因素的影響。聲速測量方法測得的空氣比熱容比誤差比用FD-NCD 型空氣比熱容比測定儀測得的誤差小，精度高。在聲速測量實(shí)驗(yàn)方法中采用雙蹤顯示能直觀顯示兩聲波波形大小及相位關(guān)系。

原理是通過實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)中的準(zhǔn)靜態(tài)過程（等溫、等容及絕熱），小鋼球以小孔為中心上下作簡諧振動，測定振動周期來計(jì)算結(jié)果。

振動法原理簡明，裝置簡單，易操作，有其它方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 2100433B

空氣的比熱容沒有確定值，即便是在溫度確定時，通常使用定壓比熱容或定容比熱容來反映空氣比熱容的大小，這兩者都與溫度有關(guān)（溫差不太大時可認(rèn)為基本相等）。一定質(zhì)量的物質(zhì)，在溫度升高時，所吸收的熱量與該物質(zhì)的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，稱做這種物質(zhì)的比熱容（比熱），用符號c表示。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文[J /(kg·K) ]或焦耳每千克每攝氏度[J /(kg·℃)]。J是指焦耳，K是指熱力學(xué)溫標(biāo)，即令1千克的物質(zhì)的溫度上升（或下降）1開爾文所需的能量。

定壓比熱容是指將1 Kg氣體在壓力不變時，溫度升高或降低1℃（1k）時，工質(zhì)吸收或放出的熱量。

定壓比熱容和定容比熱容的定義式都適用于一切工質(zhì)。

由于氣體翟定壓下受熱要膨脹，所吸熱量在使熱力學(xué)能增加的同時，還要克服外力做功，因而定壓比熱容大于定容比熱容，其差值就是使1 Kg氣體在定壓下升溫的過程中對外所做的噴張工。

定壓比熱容過程可以理解為兩個假想的分過程，即首先使1 Kg氣體在定容的情況下升溫dT，此時工質(zhì)的吸熱量為

顯然有下式成立

另外，

比熱容比指的是定壓比熱Cp與定容比熱Cv之比，通常用符號γ表示，即γ=Cp/Cv，是描述氣體熱力學(xué)性質(zhì)的一個重要參數(shù)。

常見金屬的比熱容:

銀 0.24

鋁 0.88

鐵、鋼 0.46

銅 0.39

汞 0.14

鉛 0.13

鋅 0.39

單位：KJ/Kg/攝氏度2100433B