a10学生实验十 用DIS研究玻意尔定律

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1、学生实验十、用DIS研究在温度不变时，一定质量的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，压强与体积之间的关系。【实验器材】DIS(数据采集器、压强传感器、计算机等)、注射器等。【实验装置】【实验原理】一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体积成反比，即p1V1=p2V2，称为玻意耳定律。【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。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，并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，确保气密性。4.在软

2、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。6.点击“p-V绘图”，根据己有数据点绘出"压强-体积"关系图线。7.点击"P-l/V绘图"，绘出“压强一体积倒数”关系国线。实验结论:。【注意事项】1.在实验过程中要注意手不要和注射器中的气体部分接触；在推拉活塞的过程中,动作要缓慢。2．压活塞时，气柱初始体积应选大一些为好；拉活塞时，气柱始状态体积应选小一些为好。3.在实验过程中可以给注射器活塞抹上适量的润滑油，并检查

3、其气密性。4.读取体积数据时，应考虑到压强传感器与注射器连接部分软管中气体的体积（约0.8ml）。5.由于绘出的图线是基于数据点的拟合，所以“p-V”数据少于三组时，点击“绘图”后只出现数据点，不能绘出相应的图线。解析:(1)根据理想气体状态方程PV=kT可知，PV的乘积不仅和温度有关，还和气体的质量有关。PV一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因有可能是气体的温度降低，也可能是气体的质量减小，即发生了漏气现象。这是根据物理公式用数学方法判断出来的，但实验还需根据实际情况进行判断。观察表格中数据后发现气体的压强在逐渐增大，体积在逐渐减小，说明正在推动活塞挤压气体，此时应

4、是外界对气体做功，气体的温度应该增大，不可能减小，因此即使题目的选项中出了这个答案也是错误解答。挤压气体时，正是容易发生泄漏现象，所以选择D。(2)在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性。润滑油虽然可以减小摩擦力，但此处摩擦力大小与所测量的物理量并无直接关系，因为本实验采用了DIS实验系统中的压强传感器测量气体压强，传感器与针头直接相连，可以测出针筒内部气体的压强，与活塞壁处的摩擦力大小毫无关系。【巩固训练】1.本实验的研究对象是封闭在注射器内一定质量的气体，实验中应保持不变的参量是气体的温度，它的体积由注射器刻度直接读出，它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到。2.某同学做"

5、验证玻意耳定律"实验时，注射器竖直固定，测得数据如下表所示，读数和计算无误.请你观察数据和结果，判断造成此情况的原因可能是(B?)-1-A.做第3次实验时手握住了注射器使得气体温度升高.B.做第3次实验时漏出了一些气体.C.做第3、4、5次实验时气体的温度降低了.D.做第3、4、5次实验时移动注射器活塞过快.3.在室温下用注射器做验证玻意耳定律的实验，三个实验小组根据实验数据得到图象1分别为图14中①②③所示的p~图，分析可能的原因是（ACD）VA.①组实验中，用手握住注射器，造成气体温度升高B.①组实验中，封闭在注射器内气体的质量太大C.②组实验中，气体压强测量值小于实际值

6、D.③组实验中，没有给活塞抹油而造成漏气4.有同学在做"用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系"实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如右图所示的p-V图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线)。(l)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是封闭气体向外漏气。(2)根据(1)中的问答，说明减小误差应采取的措施:在活塞上涂上

7、适量的润滑油。(3)由于此图无法说明P与V的确切关系，所以改画P-1/V图像。根据上述误差的图像画出的P-1/V图像应当与下列哪个图像最接近(A)5.为了测量大米的密度，某同学实验过程如下：(1)取适量的大米，用天平测出其质量M，然后将大米装入注射器内；(2)缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V1通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1；(3)重复步骤(2)，记录活塞在另一位置的刻度V2，和读取相应的气体的压强p2；(4)根据记录的数据，算出大米的密度。(1)如果测得这些大