
在庆典活动中放飞的气球,会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空,大气压在减小,温度在降低,气球在膨胀......看来,一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么,它们会有怎样的联系呢? 新课导入 第2节 气体的等温变化 第1课时 实验:探究气体等温变化的规律 (2)说明:气体的状态参量(P、V、T),三个量中有两个或三个都发生了变化,气体状态就发生了改变。 (1)定义:一定质量的气体,在温度不变的条件下其压强与体积的变化。我们把这种变化叫做等温变化。( m不变;T不变) 想一想 三个状态参量中可以只变化一个吗? PV=nRT (克拉伯龙方程) P:atm V:L R=0.082 P:Pa V:m3 R=8.31 等温变化 探究气体等温变化的规律 (1)定性研究 健身球自然放地面上时,手摸球的触感———很软; 一个人压在健身球上面,手摸球的触感———很硬。 能吹起气球吗? 将针筒的细口堵上,用力向里压柱塞,越往里压会有什么感觉? 结论:质量一定的气体,体积越小,压强越大。 2、探究气体等温变化的规律 ①让空气柱的体积变化不要太快(缓慢拉动活塞,容器透热) 1、选定一个热力学系统: 【实验思路】 注射器内一定质量的气体. ①柱塞上涂上润滑油(凡士林) ②不能用手触摸玻璃管,环境恒温。 2、实验要求: ⑴保证气体质量一定———不漏气。 ②注射器下端的开口有橡胶套 ⑵保证温度不发生明显的变化。 (2)定量研究 实验目的:在温度保持不变时,研究一定质量气体的压强P和体积V的关系 实验方法:控制变量法 实验器材:铁架台、注射器、刻度尺、压力表(压强表)等,注射器下端用橡胶塞密封,上端用柱塞封闭一段空气柱 想一想 ①研究的是哪一部分气体? 注射器内一定质量的气体. ②怎样保证气体质量不变? 柱塞上涂上润滑油(凡士林)———主要是防止漏气,不是为了减小摩擦,该装置即使有摩擦,也不影响实验结果。 ③如何保证封闭气体的温度不变? 不能用手触摸玻璃管,缓慢拉动活塞,环境恒温,容器透热 ④如何测 V ? 测量空气柱的长度L,V=空气柱长度L× 空气柱的横截面积S ⑤如何测量P? 压力表读出,稳定后再读数 实 验 【物理量的测量】 需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强 p 从压力表读取。 压强p: 因为横截面积S一定,以空气柱的长度l 代表气体的体积。 体积V: 读数次数 5 4 3 初始 2 6 压强(×105Pa) 体积(单位体积) 2.00 1.00 2.25 0.85 1.52 1.29? 1.25 1.65 1.00 2.00 2.50 0.80 【数据分析】 温度不变时压强与体积的关系 1)在这个实验中,为了找到体积与压强的关系,是否一定要测量空气柱的横截面积? 2)用刻度尺检查可以发现,玻璃管外侧的刻度尽管是均匀的,但并非准确的等于1cm,2cm,3cm……这对实验结果的可靠性是否有影响? V1:V2 = SL1:SL2 =L1:L2 无影响。因为刻度均匀,所以 L1: L2即长度比就等于刻度标识的读数比,不受影响 由于注射器是圆柱形的,横截面积不变,所以只需测出空气柱的长度即可 想一想 3) 实验中如何保证气体温度不变? ①改变气体体积时,要缓慢进行,等稳定后再读出气体压强, 以防止气体体积变化太快,气体的温度发生变化. ②实验过程中,不用手接触注射器的圆筒以防止圆筒从手上吸收热量,引起内部气体温度变化. 在这个实验中,根据实验数据做出p?-????????函数图像为直线,但可能不通过坐标原点。为什么? ? 不过原点,说明压强P与体积的倒数?????????是一次函数关系;还可能是实验中存在误差,导致直线不过坐标原点。 ? 在气体的体积为无穷大时,?????????=0,气体为近似真空,压强应该为0,所以直线不通过原点,说明是实验误差。 ? 理论分析: 误差来源: 注射器与传感器相连部分的体积没有考虑。 减小误差的方法 应该使用较大的注射器,在实验过程中,气 ... ...
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