2025版新教材高考物理一轮复习第十四章热学实验二十一探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系学生用书.docxVIP

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试验二十一探究等温状况下肯定质量气体压强与体积的关系

【必备学问·自主排查】

一、试验目的

探究肯定质量的气体在温度不变的条件下的压强与体积的关系．

二、试验器材

注射器、橡胶塞、压力表．如图所示．

三、数据收集

(1)空气的压强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.

(2)用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据．

四、数据处理

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．处理试验数据时，要通过变换．即画p-1V图像，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图所示．这是科学探讨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干脆，简单得出对试验探讨

五、试验结论

肯定质量的某种气体，在温度不变的状况下，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．如图是肯定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变更的p-V图线，其中温度较高的是T2.

六、留意事项

1．为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油．

2．为保持气体温度不变，试验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，变更体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．

3．注射器内外气体的压强差不宜过大．

4．在等温过程中，气体的p-V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的关系，要通过坐标变换，画p-1V

像，把双曲线变为直线，以便推断p和V成反比．

七、误差分析

1．橡胶套密封不严会使空气柱的质量变更引起误差．

2．试验过程环境温度变更或柱塞向下压或向上拉的过快会使空气柱的温度变更引起误差．

3．活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起的误差．

【关键实力·分层突破】

考点一教材原型试验

例1如图是探究气体等温变更规律的简易装置图，表中是某小组的数据．

序号

V/mL

p/×105Pa

pV/105Pa·mL

1

20

1.0010

20.020

2

18

1.0952

19.714

3

16

1.2313

19.701

4

14

1.4030

19.642

5

12

1.6351

19.621

(1)若要探讨p、V之间的关系，绘制图像时应选用________(选填“p-V”或“p-1V”

(2)细致视察发觉，pV的值越来越小，可能的缘由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

【跟进训练】

1.[2024·福建三明模拟]某同学用如图所示的装置探究气体做等温变更的规律：

(1)在试验中，下列哪些操作不是必需的________；

A．用橡胶塞密封注射器的下端

B．用游标卡尺测量柱塞的直径

C．读取压力表上显示的气压值

D．读取刻度尺上显示的空气柱长度

(2)试验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在试验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_____________________________________________________

________________________________________________________________________；

(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变更的规律的是________．

考点二拓展创新型试验

例2[2024·通州区模拟]某同学利用如图1所示传感器装置做“探究气体等温变更的规律”试验，按如下操作步骤进行试验：

a．将注射器活塞移动到体积适中的V0位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0；

b．用手握住注射器前端，起先缓慢推拉活塞变更气体体积；

c．读出注射器刻度表示的气体体积V，通过DIS系统记录下此时的体积V与压强p；

d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作p-V图．结合上述步骤，请你完成下列问题：

(1)该同学对器材操作的错误是________，因为该操作通常会影响气体的________(选填“温度”“压强”或“体积”)．

(2)我们在探究肯定质量气体压强跟体积关系的试验中，肯定质量气体等温变更的p-V图线如图2所示，图线的形态为双曲线．肯定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的，如图3所示．请推断图3中的两条等温线的温度T1________T2(选填“”“”或“＝”)．

【跟进训练】

2.如图是探究气体温度不变时压强与体积关系的试