第五講　實驗：探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系

第五講實驗：探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系一、基本原理與操作原理裝置圖操作要領1．安裝：按照裝置圖安裝好實驗儀器。2．操作：由壓力表讀出p值，根據(jù)刻度尺讀出空氣柱的長度L，得到體積V＝LS，改變壓力大小，多測幾組數(shù)據(jù)。3．作圖：坐標軸標度要適中，單位要標注，連線時要使各數(shù)據(jù)點均勻分布在圖線的兩側。1.

某同學用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律：(1)在實驗中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡膠塞密封注射器的下端B．用游標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)實驗裝置用鐵架臺固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實驗中要緩慢推動活塞，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)用橡膠塞密封注射器的下端，是為了封住一定量的氣體，故A是必要的，不符合題意；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，符合題意；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，不符合題意；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，不符合題意。答案：(1)B

(2)見解析(3)C2.在利用特制的注射器做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗中，某小組同學通過上拉或下壓柱塞得到了a、b、c、d四組實驗數(shù)據(jù)，如圖所示是壓力表記錄b組數(shù)據(jù)時的狀態(tài)，通過記錄對應的四個封閉氣柱的長度值L(L單位：cm)算出體積，四組實驗數(shù)據(jù)如下表。(1)實驗研究的對象是________，實驗中應保持不變的參量是________和________。(2)實驗中為了控制該參量不變，下列采取的主要措施比較合理的是________。A．在活塞上涂上潤滑油，保持良好的封閉性B．推動活塞時要緩慢C．不要用手直接握住注射器密閉氣體的部分D．實驗前注射器內(nèi)要吸入盡量多的空氣(3)實驗數(shù)據(jù)b對應的壓強應為________×105Pa，根據(jù)上表數(shù)據(jù)作出的p-圖像，可得出實驗結論：質量一定的理想氣體，_________________________________。答案：(1)注射器內(nèi)密閉的氣體溫度密閉氣體的質量(2)ABC

(3)1.0溫度不變時，壓強與體積成反比3．(2021·撫順質檢)用注射器和壓力表來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化時遵循的規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定質量的氣體，其壓強可由左側的壓力表測得：(1)實驗時通過推拉活塞改變封閉氣體的體積V和壓強p，可得到多組關于V和p的數(shù)據(jù)。根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，若猜想在溫度不變時，V和p成反比，為了驗證猜想是否正確可描點畫圖像，若圖像的縱軸為p，則橫軸應為________；(2)據(jù)(1)所做圖像的形狀若為圖乙中實線所示，則造成圖線形狀這樣彎曲的原因可能是________________(填“活塞推拉過快”或“封閉氣體有泄漏”)。4．某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。答案：(1)D

(2)>

(3)實驗時未考慮注射器前端與橡膠套連接處的氣體體積[關鍵點撥](1)實驗中為保證氣體質量不變，應在操作前檢查注射器的氣密性。(2)實驗時不能用手觸摸注射器，并且要緩慢推動活塞改變氣體的體積。

[例1]

(2022·長沙五校聯(lián)考)某實驗小組同學用DIS研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗裝置如圖1所示，實驗步驟如下：(1)為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是________________；(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是________________和___________________________________________________________________；(3)如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖2所示的V

-圖線不過原點，則V0代表_____________________________________________________________________。[解題指導]創(chuàng)新點分析[答案]

(1)在注射器活塞上涂潤滑油(2)移動活塞要緩慢不能用手握住注射器封閉氣體部分(3)注射器與壓強傳感器連接部位的氣體體積[例2]為了測量某不規(guī)則小物體的體積，一位同學利用如圖甲所示的實驗裝置進行了如下實驗：①將不規(guī)則物體裝入注射器內(nèi)；②將注射器和壓強傳感器相連，然后推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的刻度V，壓強傳感器自動記錄此時氣體的壓強p；(1)根據(jù)圖線，可求得不規(guī)則物體的體積約為________mL(即cm3)。(2)如果在上述實驗過程中，由于注射器內(nèi)氣體的溫度升高，那么，所測不規(guī)則物體體積值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)為提高實驗的準