[实用新型]一种探究理想气体多方过程的测试平台

说明书

本实用新型提供了一种探究理想气体多方过程的测试平台，包括：工作台，所述工作台上放置有数据处理模块、驱动控制模块、滑台传动模块、气体压缩模块、数据采集模块、电源供电模块、压强传感器及位移传感器；驱动控制模块与滑台传动模块连接；气体压缩模块与滑台传动模块传动连接；压强传感器安装于气体压缩模块；位移传感器的出线端通过可伸缩的引线固定于滑块顶部，引线运动时形成的路线与滑块运动时形成的路线平行；所述数据采集模块分别与数据处理模块、压强传感器及位移传感器连接；所述电源供电模块分别与驱动控制模块、数据采集模块、压强传感器及位移传感器连接。本实用新型实现了多方过程测试的机械化和自动化，提高了实验的效率。

技术领域

本实用新型涉及热力学技术领域，尤其是涉及一种探究理想气体多方过程的测试平台。

背景技术

若系统在某一过程中满足PVⁿ＝const,其中P和V分别为理想气体压强和体积，n为多方指数，const表示常量，则称此过程为多方过程。现有热学教材都对理想气体的等值(等温、等压、等容以及绝热)过程进行了充分的讨论，但气体发生的实际过程大都不是这几个等值过程，而是介于它们之间的多方过程。教材对多方过程并没有作深入的讲解，本科教学中对于多方过程也只是限于了解其定义以及热容量的计算，没有将多方过程与实际热力学过程相对应，这样不利于加深学生对多方过程的理解，培养其创新意识。现有实验仪器可以较好地实现等温过程、等体过程、等压过程，而对多方过程的研究大多停留在理论研究上，缺少直观的实验验证。

现有的理想气体压缩装置存在以下几个问题：

1、大多采用人工操作，操作繁琐，自动化程度低；

2、需要人工读取并记录数据，测量准确率也不尽人意，实验结果随机误差较大，且测量过程费时费力；

3、对理想气体多方过程的观测过程不够直观，用于教学研究过程效果差、实用性不高；对于这一最普遍的过程有一个直观、准确且深入的认识，成为热学实验教学迫切要解决的问题。

中国专利申请CN109272833A公开了一种理想气体多方过程实验仪，该仪器采用气体压力传感器采集空气容器内的气体压力信号，并通过模数转换将压力信号转换为电信号，利用放大器将电信号放大，最后在数字示波器上显示随气体压强变化的电压波动图像，并通过计算机进行测量控制，从而达到数值采集过程精准可靠、实验简便的效果。该实验仪可以压缩干燥空气，并测量压缩过程中气体体积和压强的变化情况，以此研究理想气体的多方过程。然而，该实验仪需要人工推动活塞，无法准确控制活塞的行进速度和行程，实验的精准度不够高，且实验方式有限。此外该实验仪需要人工读取气体体积数据，操作较为不便。

因此，如何提供一种可精确控制活塞行进速率和行程的理想气体实验仪，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种探究理想气体多方过程的测试平台，提高热力学实验的准确性和实用性，并且能够自动实时读取气体压强和引线长度(体积数据)，以此解放人力，提高实验的效率。

本实用新型是这样实现的：一种探究理想气体多方过程的测试平台，包括：工作台，所述工作台上放置有数据处理模块、驱动控制模块、滑台传动模块、气体压缩模块、数据采集模块、电源供电模块、压强传感器及位移传感器；