第6講 實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系

第6講實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系開始0102實(shí)驗(yàn)知能·系統(tǒng)歸納遷移應(yīng)用·發(fā)展素養(yǎng)第6講實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系(基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn))一、理清原理與操作原理裝置圖保持環(huán)境溫度不變，緩慢改變活塞位置，讀出每次氣壓計的讀數(shù)和空氣柱的長度(計算出氣體體積)操作要領(lǐng)(1)測量注射器活塞的直徑，計算其橫截面積S。(2)按實(shí)驗(yàn)原理圖安裝好儀器。

(3)使活塞處于適當(dāng)?shù)奈恢茫惭b好橡膠套，密封一定質(zhì)量的空氣。(4)待活塞穩(wěn)定時，由氣壓計讀出管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p，從玻璃管的刻度上直接讀出管內(nèi)氣體柱的長度，計算出氣體柱的體積V，并記錄到設(shè)計好的表格內(nèi)。(5)保持溫度不變，把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度(計算出氣體柱對應(yīng)的體積)與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)，并記錄到設(shè)計好的表格內(nèi)。(6)實(shí)驗(yàn)完畢，整理實(shí)驗(yàn)儀器續(xù)表三、掃描實(shí)驗(yàn)盲點(diǎn)1．注意事項(xiàng)(1)為保證氣體密閉，應(yīng)在活塞與注射器壁間涂上潤滑油。(2)為保持氣體溫度不變，實(shí)驗(yàn)過程中不要用手握住注射器有密閉氣體的部位；同時，應(yīng)緩慢改變氣體體積。(3)注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過大。2．誤差分析(1)橡膠套密封不嚴(yán)會使空氣柱的質(zhì)量變化引起誤差。(2)實(shí)驗(yàn)過程環(huán)境溫度變化、柱塞向下壓或向上拉得過快會使空氣柱的溫度變化引起誤差。(3)活塞直徑的測量、空氣柱長度的測量、氣壓計的讀數(shù)等引起的誤差。1.某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律：(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡膠套密封注射器的下端B．用游標(biāo)卡尺測量柱塞的直徑C．讀取壓力表上顯示的氣壓值D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度(2)實(shí)驗(yàn)裝置用鐵架臺固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動活塞，這些要求的目的是___________________；(3)下列圖像中，最能直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的是________。解析：(1)用橡膠套密封注射器的下端，是為了封住一定量的氣體，故A是必要的；沒有必要測量柱塞的直徑，由于整個過程中，截面不變，知道長度就可以，列方程時，兩邊把截面可以消掉，故B沒必要；讀取壓力表上顯示的氣壓值，知道初末狀態(tài)的氣壓值，故C是必要的；讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度來表示空氣的體積，故D是必要的。(2)盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變。答案：(1)B

(2)見解析(3)C2．探究氣體等溫變化規(guī)律的簡易裝置圖如圖所示，表中是某小組的數(shù)據(jù)。序號V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)1201.001020.0202181.095219.7143161.231319.7014141.403019.6425121.635119.621(2)因研究的過程是等溫變化，由方程pV＝nRT(n表示物質(zhì)的量，T表示絕對溫度，R是常數(shù))可知，pV值越來越小，說明n減小，即物質(zhì)的量在減小，說明有氣體漏出。3．“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一連接；解析：(1)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是：移動活塞要緩慢；不能用手握住注射器封閉氣體部分。答案：(1)見解析(2)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分氣體的體積(3)C4.某同學(xué)利用圖(a)裝置驗(yàn)證玻意耳定律：粗細(xì)相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相連，管內(nèi)裝有水銀，A管上端封閉，內(nèi)有封閉氣體，B管上端開口。上、下移動B管時，需保持__________不變，氣體體積V可以根據(jù)A管上的刻度讀出，利用刻度尺測出B管液面與A管液面的高度差h。測得一系列數(shù)據(jù)后，以h為縱坐標(biāo)，得到如圖(b)所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)為________；圖線與h軸交點(diǎn)的物理含義是_____________________________。5.如圖所示為“研究一定質(zhì)量氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，體積變化與溫度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被封閉于燒瓶內(nèi)。開始時B、C內(nèi)的水銀面等高。(1)若氣體溫度升高，為使燒瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管________(選填“向上”或“向下”)移動，直至________________________。(2)實(shí)驗(yàn)中多次改變氣體溫度，用Δt表示氣體升高的溫度，用Δh表示B管內(nèi)水銀面高度的改變量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是圖中的________。解析：(1)氣體溫度升高，封閉氣體壓強(qiáng)變大，為使封閉氣體壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管向下移動，直至B、C兩管內(nèi)水銀面等高。答案：(1)向下B、C兩管內(nèi)水銀面等高(2)A6．某實(shí)驗(yàn)小組利用DIS驗(yàn)證一定質(zhì)量理想氣體的某一實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖甲所示。主要實(shí)驗(yàn)過程如下：a．將壓強(qiáng)傳感器接入數(shù)據(jù)采集器；b．取出注射器，將注射器的活塞置于20mL處(初始值可任意選值)，并通過軟管與壓強(qiáng)傳感器的測口緊密連接；c．打開“計算表格”，增加變量“V”表示注射器的體積，拉動注射器的活塞至40mL處，手動輸入V值；d．點(diǎn)擊記錄壓強(qiáng)值，緩慢推動活塞，改變并輸入V的值，記錄不同的V值對應(yīng)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)；e．啟動“繪圖”功能，分別作出p-V圖像(如圖乙所示)和p-圖像(如圖丙所示)。(1)該裝置可用于驗(yàn)證____________定律。(填寫氣體實(shí)驗(yàn)定律名稱)(2)利用DIS已經(jīng)能比較精確的得到相關(guān)的數(shù)據(jù)，但還是存在一些誤差，本實(shí)驗(yàn)造成誤差主要來源于_______________，為了減少誤差，可以采取的措施是______________________