用一根玻璃棒来改变压强和体积

实验内容

向一端封闭的玻璃管的毛细管内倒入水银,封闭其内部空气。可以简单的验证波意耳定律和查理定律。

所需材料

水银(1ml)、一端封闭的玻璃管(内径0.3mm、长度1m)、钢琴线(线径0.55mm,长度1.2m)、注射器(5ml)、试管、带排水管的量筒(1L),卷尺、温度计、搅拌棒(用长45cm的直尺代替也可)。

实验方法和要点

【制作实验装置】

1.将钢琴线插入玻璃管中,插入位置是离玻璃管底部还有20~30mm处。用注射器吸入水银后,加入玻璃管,为了使水银面与钢琴线接触,水银柱的长度要达到20cm左右,封闭空气。

2.将玻璃管内的毛细管的端头与卷尺的0处对齐。用胶带粘住。

【实验方法】

波意耳定律:玻璃管一旦竖起,由于水银自身的重量就会压缩空气。在这个状态下放置一会的话,封闭的空气部分受到水银重量的压缩就会减轻,被压缩的空气就会逐渐恢复到原来的状态。此时,封闭的空气所受的压力是大气压p0(cmHg)和右图中所表示的h(cmHg)的合计值(pp0h)。将玻璃管开口端向下的话,封闭的空气柱的长度就会加长。也就是说被减压。纵轴上以空气柱的长度L为坐标(表示玻璃管的截面积S乘以L就是空气的体积VSL),横轴上以封闭的空气压强p为坐标,画出L-p图。L-p图为反比例关系。也就是:压力p和空气的体积V(=LS)成反比。

波意耳定律

查理定律:实验装置内放入量筒。之后,将量筒放入到稍大些的水箱中,不要倾倒。最初,加水约1L。记录下此时的空气柱的长度和水温。之后,通过排水管将一半左右的水排放到水槽内,量筒内倒入热水到约1L。充分搅拌热水,记录下热水的温度和空气柱的长度。这个操作反复进行5~6次。纵轴上以空气的长度L(表示乘上玻璃管的截面积S后就得到体积V)为坐标,横轴以水温为坐标,用摄氏温度做单位,作出V-t图。根据图中的直线关系,可知在t=-273℃附近的体积是0。以这个温度为原点,作出V-T图。此时,T是绝对温度。T(K)=t+273℃。

查理定律

延伸

pVC1(波义耳定律)和V/TC2(查理定律),通过理想气体的状态方程式可以导出pVnRT

注意事项

使用水银时,要充分注意安全。另外,要避免热水造成烫伤。

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发布时间:2014/12/16 15:19:18  阅读次数:4846

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