姜富强,张杨,邢键，孙晶华

(哈尔滨工程大学 理学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

理想气体状态方程实验仪

姜富强,张杨,邢键，孙晶华

(哈尔滨工程大学 理学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：设计了理想气体状态方程实验仪，利用高灵敏度的热敏电阻测量针管内温度的变化，利用导管末端高精度的压力传感器测量气体的压强. 通过该仪器可以实现等温过程、变温过程和气体物质的量的测量，能从多个角度验证理想气体状态方程.

关键词：理想气体状态方程;热敏电阻;压力传感器;等温过程;变温过程

1理想气体状态方程实验仪

理想气体状态方程 描述了温度T、压强p、气体体积V、气体摩尔数n的关系,是研究气体热力学性质的重要方程. 深刻理解和掌握4个物理量的关系对热力学理论的学习具有重要的的作用[1,2]. 徐颖惠以平面图示这种直观的形式讨论了理想气体变化过程[3],本文设计了一种理想气体实验仪,如图1所示，该仪器主要包括采集控制箱、针管和四通阀，四通阀的四端分别连接温度采集端口、压力采集端口、针管和泄气阀. 针筒部分如图2所示. 气体的初始体积和压强可以通过控制针管柱塞的位置[4]、泄气阀的打开与关闭来决定. 理想气体定律实验仪可同时测量被压缩气体的温度和压力. 高灵敏度的热敏电阻置于针管的末端，用来测量针管内温度的变化，响应时间大约是0.5s. 针管柱塞带有机械挡板用于保护热敏电阻，并可设定柱塞推到底时气体……