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实验十八探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系【实验目的】探究一定质量的气体在温度不变的条件下的压强与体积的关系。【实验装置】如图所示【实验器材】注射器、DIS(压强传感器、数据采集器、计算机等)。【实验步骤】1.将压强传感器接入数据采集器。点击教材专用软件主界面上的实验条目“气体压强与体积的关系”,打开该软件(如图甲)。2.点击“开始记录”,观察压强传感器实时测得的大气压强值。3.把注射器活塞置于初始位置(本次实验为11mL处),并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接,确保其气密性。4.在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。点击“记录数据”,记录下此刻的压强值。5.连续改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化,将变化后的体积值输入到表格中,同时记录该体积对应的压强值,获得多组数据。点击“数据计算”对表格中数据进行计算(如图乙)。6.点击“p-V绘图”,根据已有数据点绘出“压强—体积”关系图线(如图丙)。7.点击“p-绘图”,绘出“压强—体积倒数”关系图线(如图丁)。1V【注意事项】1.本实验应用物理实验中常用的控制变量法,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.为保持等温变化,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,应在活塞与注射器壁间涂上润滑油,注射器内外气体的压强差不宜过大。3.实验中所用的压强传感器精度较高,而气体体积是直接在注射器上读出的,其误差会直接影响实验结果。4.在等温过程中,气体的压强和体积的关系在p-V图象中呈现为双曲线。处理实验数据时,要通过变换,即画p-图象,把双曲线变为直线,说明p和V成反比。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观,容易得出相关的对实验研究有用的参数。1V【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,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。