单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法
专利汇可以提供单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且单端密封圆筒内 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。，下面是单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法专利的具体信息内容。
1. 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
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密封空气的长度记为h，其密封空气的体积V=π*r*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
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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 TP)计算。
单端密封圆筒内活塞振动测空气比热容比的方法
技术领域
背景技术
（2）小孔上方和下方受力的非对等性，不具备简谐振动的力学条件：钢球A在小孔上端和下端所受的推力是不同的，在小孔的下端所受的气体的推力大、上端（气体从小孔泄漏）所受的推力小，小球运动所处的气流环境是突变的，两篇文献均对其原理持怀疑态度；如果，没有小孔的存在，钢球受到压强差产生的推力作用，小球将一直上升、不会发生振动，虽然，在文献“振动法测气体比热容比实验方法的改进”，提出在小孔下方寻找到钢球的平衡位置，然后产生一个振幅1cm左右的振动，由于缺少外力的作用，仅仅通过气流的调节，很难实现，原因在于气流小则钢球下降，气流大则钢球上升，气流合适则钢球稳定，那么钢球稳定后，必须加大气流才能促使其上升，上升一定距离后，必须继续回到合适的气流，使压强差产生的推力与重力相等，这个步骤难以实现；
（3）钢球A在运动过程中会出现转动和与管壁发生碰撞：文献“振动法测气体比热容比实验方法的改进”也发现了转动（文献中称为自旋）和碰撞现象，钢球A在振动过程中我们发现其反射光出现变化，然后，我们用红色记号笔在钢球A的表面画一个十字，发现钢球A的十字在振动过程中出现转动，而且不同仪器、不同的时间其转动方向也在发生变化，这个结果呈现给我们的是管壁或者/和钢球A的表面不是均匀的，导致钢球A不对称受力出现转动，我们也发现，其转动的频率在不同仪器和不同时间也表现出差异，换句话说，钢球A不处于层流环境，而是有一定的湍流，其转动动能将影响测量的精度，而且，由于转动的不确定性，也无法定量予以修正。
发明内容
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*r*h；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，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，则两处密封活塞脱离磁铁，从圆筒中取出磁铁，则两处密封活塞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
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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 TP)计算。
具体实施方式
V=π*r*h。
γ γ γ γ-1
对两边进行微分，得到dP* V +P*dV =dP* V +P*(γV )*dV =dC=0，
所以，
dP=-(P*γ/V)dV；
当磁铁6拉动连接活塞的不锈钢移动时，导致密封空气的压强减小dP，其活塞两端的压强差为 dP，压强差产生的该作用力F为：
2
F=S*dP=π*r*dP
该作用力作用于两处密封活塞4（两处密封活塞4的质量记为m），将产生加速度a，加
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速度等于位移x对时间t的二价导数dx/dt，其中x定义为运动时活塞的位置相对于活塞静止时的平衡位置的位移，则
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F=π* r*dP=m dx/dt
2
V=π* r*h
2
dV=π* r*x
2 2 2 2
π* r*dP=-π* r *(P*γ)*x/h=m dx/dt
所以
2 2 2
dx/dt+[π* r *P*γ/ （m h）]*x =0
上面是一个简谐振动方程，其圆频率ω为：
2 0.5
ω=2πf=2π/T=[π* r *P*γ/ （m h）]
其中f为振动频率，T振动周期，则空气比热容比γ为：
2 2
γ=4πmh/( r TP)
上式中，圆周率π=3.14159；m为两处密封活塞4的质量(包含两个活塞以及两个活塞之间活塞连杆的质量)；h为活塞处于平衡位置密封空气的长度，即圆筒内部密封端面到最近的活塞端面之间的距离；r为圆筒1的内部半径；T为振动周期，为待测量，从数字示波器
8显示的曲线测量其振动周期T；P为外界压强，为待测量，从气压表测量空气的大气压值P。
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