第6讲 实验：探究气体压强与体积的关系

第6讲实验：探究气体压强与体积的关系开始0102实验知能·系统归纳迁移应用·发展素养第6讲实验：探究气体压强与体积的关系(基础实验)一、理清原理与操作原理装置图保持环境温度不变，缓慢改变活塞位置，读出每次气压计的读数和空气柱的长度(计算出气体体积)操作要领(1)测量注射器活塞的直径，计算其横截面积S。(2)按实验原理图安装好仪器。

(3)使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气。(4)待活塞稳定时，由气压计读出管内气体的压强p，从玻璃管的刻度上直接读出管内气体柱的长度，计算出气体柱的体积V，并记录到设计好的表格内。(5)保持温度不变，把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度(计算出气体柱对应的体积)与压强的几组数据，并记录到设计好的表格内。(6)实验完毕，整理实验仪器续表三、扫描实验盲点1．注意事项(1)为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油。(2)为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，应缓慢改变气体体积。(3)注射器内外气体的压强差不宜过大。2．误差分析(1)橡胶套密封不严会使空气柱的质量变化引起误差。(2)实验过程环境温度变化、柱塞向下压或向上拉得过快会使空气柱的温度变化引起误差。(3)活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起的误差。1.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律：(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡胶套密封注射器的下端B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取压力表上显示的气压值D．读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是___________________；(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。解析：(1)用橡胶套密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，故A是必要的；没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程时，两边把截面可以消掉，故B没必要；读取压力表上显示的气压值，知道初末状态的气压值，故C是必要的；读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积，故D是必要的。(2)尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变。答案：(1)B

(2)见解析(3)C2．探究气体等温变化规律的简易装置图如图所示，表中是某小组的数据。序号V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)1201.001020.0202181.095219.7143161.231319.7014141.403019.6425121.635119.621(2)因研究的过程是等温变化，由方程pV＝nRT(n表示物质的量，T表示绝对温度，R是常数)可知，pV值越来越小，说明n减小，即物质的量在减小，说明有气体漏出。3．“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”的实验装置如图1所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器满刻度处，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；解析：(1)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是：移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分。答案：(1)见解析(2)注射器与压强传感器连接部分气体的体积(3)C4.某同学利用图(a)装置验证玻意耳定律：粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭，内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持__________不变，气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面的高度差h。测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图(b)所示的函数图像，则图像的横坐标应为________；图线与h轴交点的物理含义是_____________________________。5.如图所示为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时B、C内的水银面等高。(1)若气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管________(选填“向上”或“向下”)移动，直至________________________。(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是图中的________。解析：(1)气体温度升高，封闭气体压强变大，为使封闭气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管内水银面等高。答案：(1)向下B、C两管内水银面等高(2)A6．某实验小组利用DIS验证一定质量理想气体的某一实验定律，实验装置图如图甲所示。主要实验过程如下：a．将压强传感器接入数据采集器；b．取出注射器，将注射器的活塞置于20mL处(初始值可任意选值)，并通过软管与压强传感器的测口紧密连接；c．打开“计算表格”，增加变量“V”表示注射器的体积，拉动注射器的活塞至40mL处，手动输入V值；d．点击记录压强值，缓慢推动活塞，改变并输入V的值，记录不同的V值对应的压强数据；e．启动“绘图”功能，分别作出p-V图像(如图乙所示)和p-图像(如图丙所示)。(1)该装置可用于验证____________定律。(填写气体实验定律名称)(2)利用DIS已经能比较精确的得到相关的数据，但还是存在一些误差，本实验造成误差主要来源于_______________，为了减少误差，可以采取的措施是______________________