人教版高中物理选择性必修第3册 第二章 气体、固体和液体 2.第1课时 实验 探究气体等温变化的规律.pptVIP

第1课时实验:探究气体等温变化的规律第二章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标思维导图1.知道什么是等温变化。(物理观念)2.会测量气体的压强与体积,能作出气体的p-V图像、p-图像,并通过图像得出等温情况下p、V的关系。(科学探究)

课前篇自主预习

必备知识一、实验目的研究一定质量的气体,在温度保持不变时,它的压强与体积变化时的关系。二、实验器材带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。

三、实验原理1.实验研究对象:注射器下端的开口有橡胶套,它和柱塞一起把一段空气柱封闭。这段空气柱就是研究对象。2.实验方法:在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下,研究气体的压强与体积的变化关系。3.物理量的测量(1)空气柱的压强值从与其相连的压力表读取。(2)空气柱的体积等于空气柱的长度l与横截面积S的乘积,空气柱的长度l可以通过刻度尺读取。

四、实验步骤1.安装实验器材。2.将注射器活塞推到刻度2处,记下此时的压强值和对应的体积值,填入表格。3.把柱塞缓慢地向下压或向上拉,使刻度值分别为1.5、1、0.5(或2.5、3…)记下对应的压强和体积。

五、数据分析1.作p-V图像以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标,用采集的各组数据在坐标纸上描点,绘出等温曲线,如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。

3.实验结论:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,其压强与体积的倒数成正比。

六、注意事项1.改变气体体积时,要缓慢进行。2.实验过程中,不要用手接触注射器的外壁。3.实验前要在柱塞上涂抹润滑油以防止漏气。4.读数时视线要与柱塞底面平行。5.作p-图像时,应使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分居于直线两侧,偏离太大的点应舍弃掉。

自我检测正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。1.实验中空气柱的体积等于空气柱的长度乘以气柱的横截面积。()答案√2.实验中空气柱的体积变化快慢对实验结果没有影响。()答案×解析气体的体积变化快会使气体的温度不能总是与外界环境温度保持相等且不变。

3.实验中可以用手触摸注射器的空气柱部分。()答案×解析用手触摸注射器的空气柱部分会使手的温度影响气体,不能保持温度不变。4.实验中橡胶套不能漏气。()答案√

5.若根据实验数据画出的p-图像是直线,则气体的压强与体积成反比。()答案×解析只有p-图像是过原点的倾斜直线,气体的压强与体积才成反比。

课堂篇探究学习

探究一实验原理与步骤例1(2020北京海淀区二模)如图所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,操作步骤如下:①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体,将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来;②移动活塞至某一位置,记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1;③重复步骤②,多次测量并记录;④根据记录的数据,作出相应图像,分析得出结论。

(1)(多选)关于本实验的基本要求,下列说法中正确的是(选填选项前的字母)。?A.移动活塞时应缓慢一些B.封闭气体的注射器应密封良好C.必须测出注射器内封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出(选填“p-V”或“p-”)图像。对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。?

答案(1)AB(2)p-过原点的倾斜直线解析(1)由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”,条件是对于一定质量的气体而言的,故实验中不能出现漏气的现象,移动活塞时,外界对气体做功或者气体对外做功,如果太快的话,气体的温度就可能会发生变化,故A、B正确;等温变化的规律为p1V1=p2V2,所以不必测出气体的质量,只要看它是否满足这样的变化规律即可,故C错误;只要压强p两边的单位统一,体积V两边的单位统一,就可以得出等温变化的规律,故D错误。(2)如果作p-V图像,因为它们的乘积是不变的,故这个图像应该是一条曲线,不能直观地判断压强p与体积V的数量关系,直线更能形象直观地体现二者

规律方法1.保证气体质量不变的方法:针筒要密封,为此可于实验前在柱塞上涂好润滑油,防止漏气。2.保证气体温度不变的方法:(1)改变气体体积时,要缓慢进行。(2)实验操作时不要用于触摸注射器的空气柱部分。(3)改变气体体积后不要立即读数,待稳定后再读数。3.实验数据处理:用p-V图像处理数据时,得到的图线是双曲线;用p-图像处理数据时,得到的图线是过原点的倾斜直线,图线的斜率等于pV,且