实验课 探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系ppt课件.ppt

实验课18探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 2 一 实验目的探究在温度不变的情况下 一定质量的理想气体 压强与体积的关系 二 实验器材玻璃管 软管 水 三 实验原理在温度不变的条件下 气体压强增大时 体积减小 气体压强减小时 体积增大 3 四 实验操作 1 实验装置如图 U形管两端是玻璃管 中间是软管 右边玻璃管上端开口 与大气相通 左边玻璃管的上端是封闭的 其内部用红色水柱封闭着一段空气 这段空气柱就是我们研究的对象 也就是我们所说的 系统 实验过程中 它的质量不会变化 2 实验时管中的气体可以很好地透过玻璃管与外界发生热交换 使管中气体的温度不发生明显的变化 3 如图甲 所U形管的左管放在桌面 右管放在地面 4 如图乙 把U形管的左管放在地面 右管放在桌面 5 重复调节U形管左右两边 使两管的液面在不同的高度 得到多组压强与体积的数据 4 5 五 实验数据 1 在实验操作 3 中 如图甲读出空气柱的长度l1 空气柱的体积即为l1S S为空气柱的横截面积 读出U形管左右水面高度差h1 再考虑到大气压p0 可以得知此时管内的空气的压强p1 2 在实验操作 4 中 如图乙读出空气柱的长度l2 则空气柱的体积即为l2S 读出U形管左右水面高度差h2 根据大气压p0 可以得知此时管内的空气的压强p2 3 再调节U形管的左右两边 使它们处于几种不同的相对高度 获得空气柱体积和压强的多组数据 6 六 数据处理 1 对甲图管内空气柱压强p1 p0 gh1 体积V1 l1S 2 对乙图管内空气柱压强p2 p0 gh2 体积V2 l2S 3 按上述方法处理数据得到多组p与V的数据 4 以压强p为纵坐标 以体积的倒数为横坐标 把以上各组数据在坐标系中描点 如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上 如图丙所示 就说明压强跟体积的倒数成正比 即压强与体积成反比 如果不在同一直线上 我们再尝试其他关系 丙 7 5 如果把实验数据输入计算机 借用软件可以在短时间内进行多种尝试 很快获得对应的图像 如图丁所示 便可得知p与V的关系 丁 8 七 实验结论在温度不变的条件下 一定质量的理想气体 气体压强与体积成反比 八 注意事项 1 适用条件是温度保持不变 所以操作要缓慢 才能保证温度不变 2 要等到示数稳定之后 再去读数 3 研究对象为一定质量的气体 防止漏气 九 误差分析 1 气体并不是严格意义上的理想气体 2 两个状态的温度不能保证完全一致 9 考向1 考向2 考向3 实验原理及数据处理例1在探究气体等温变化的规律实验中 封闭的空气如图所示 U形管粗细均匀 右端开口 已知外界大气压相当于76cm高水银柱产生的压强 图中给出了气体的两个不同的状态 10 考向1 考向2 考向3 1 乙图左端封密的气体压强相当于cm高水银柱产生的压强 2 实验时 某同学认为管子的横截面积S可不用测量 这一观点正确吗 答 选填 正确 或 错误 3 数据测量完后在用图像法处理数据时 某同学以压强p为纵坐标 以体积V 或空气柱长度 为横坐标来作图 你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗 选填 能 或 不能 11 考向1 考向2 考向3 解析 1 由连通器原理可知 乙图中气体压强为p0 水银gh 80cm 水银g 2 由玻意耳定律有p1V1 p2V2 即p1l1S p2l2S 即p2l1 p2l2 l1 l2为空气柱长度 所以玻璃管的横截面积可不用测量 3 以p为纵坐标 以V为横坐标 作出p V图是一条曲线 但曲线未必表示反比关系 所以应再作出图 看是否是过原点的直线 才能最终确定p与V是否成反比 答案 1 80 2 正确 3 不能 12 考向1 考向2 考向3 注意事项及误差分析例2 2018 上海宝山区一模 图甲为研究一定质量的气体在温度不变的情况下 压强与体积的关系实验装置 13 考向1 考向2 考向3 1 图甲中直接与注射器相连的方框所代表的实验器材是 为了保持封闭气体的温度不变 实验中采取的主要措施是和 2 由注射器的满刻度处开始推动活塞 记录刻度值V 同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p 用图像处理实验数据 得出图乙所示的图线 如果实验操作规范正确 那么V0代表 3 某同学实验时缓慢推动活塞 并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V 在实验中出现压强传感器软管脱落 他重新接上后继续实验 其余操作无误 若该同学用软管脱落前测得的实验数据在图丙中画出了图线 则在图丙中大致画出可能的 符合软管脱落后测得的实验数据的那部分图线 14 考向1 考向2 考向3 15 考向1 考向2 考向3 答案 1 压强传感器移动活塞要缓慢不能用手握住注射器的封闭气体部分 2 注射器与压强传感器连接部分气体的体积 3 见解析图 16 考向1 考向2 考向3 实验拓展创新 实际应用例3为了测量某不规则小物体的体积 一位同学进行了如下实验 17 考向1 考向2 考向3 将不规则物体装入注射器内 将注射器和压强传感器相连 然后推动活塞至某一位置 记录活塞所在位置的刻度V 压强传感器自动记录此时气体的压强p 重复上述步骤 分别记录活塞在其他位置的刻度V和记录相应的气体的压强p 根据记录的数据 作出图线 推测出不规则物体体积 1 根据图线 可求得不规则物体的体积约为mL 2 如果在上述实验过程中 由于注射器内气体的温度升高 那么 所测不规则物体体积