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高中物理
第十四章 热学
实验:探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
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2024-12-19 16:35
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实验:探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
1.实验器材:注射器、橡胶套、压力表等(如图所示). 2.实验数据的获取 空气柱的压强p可以从仪器上方的压力表读出,空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出,空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读出空气柱的长度与压强的几组数据.  3.实验数据的处理 在等温过程中,气体的压强和体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线的一支,如图甲所示.处理实验数据时,要通过变换,即画p- 1/V 图像,把双曲线变为直线,说明p和V成反比,如图乙所示.这是科学研究中常用的数据处理的方法,因为一次函数反映的物理规律比较直接,容易得出相关的对实验研究有用的参数.  4.实验结论 一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比,所以p-V图线是双曲线的一支,但不同温度下的图线是不同的.如图是一定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变化的p-V图线,其中温度较高的是 T2 .  5.注意事项 (1)本实验应用控制变量法,探究在气体 质量 和 温度 不变的情况下(即等温过程),气体的压强和体积的关系. (2)为保证等温变化,实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位.同时,改变体积过程应缓慢,以免影响密闭气体的温度.为保证气体密闭,应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油,注射器内、外气体的压强差不宜过大. ## 教材原型实验 `例`用图甲所示装置探究气体等温变化的规律. (1)实验中,为找到体积与压强的关系,___ (选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积;  (2)关于该实验的操作,下列说法正确的有__ A.柱塞上应该涂油 B.应缓慢推拉柱塞 C.用手握住注射器推拉柱塞 D.注射器必须固定在竖直平面内 (3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,以p为纵坐标, 为横坐标,在坐标系中描点作图;小明所在的小组不断压缩气体,由测得的数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法作出
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