Question

如圖為“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（1）圖中，實(shí)驗(yàn)器材A是

 

．
（2）一同學(xué)在兩次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得不同的（p、V）數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)p和V的乘積明顯不同．若此同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確，則造成此結(jié)果的可能原因是：

 

；

 

．
（3）為了保持注射器內(nèi)氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封閉有氣體的部分；

 

．
（4）大氣壓強(qiáng)為p₀，注射器內(nèi)氣體的初始體積為10cm³．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注射器內(nèi)氣體體積在4cm³至20cm³的范圍內(nèi)變化，注射器內(nèi)部與外界壓強(qiáng)差的最大值為

 

p₀．

Answer 1

分析：（1）用DIS研究在溫度不變時(shí)，研究一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系時(shí)，壓強(qiáng)由壓強(qiáng)傳感器A測(cè)量，體積由注射器上的刻度讀出．
（2）根據(jù)氣態(tài)方程

pV

T

=c分析實(shí)驗(yàn)誤差的原因．
（3）本實(shí)驗(yàn)的條件是：溫度不變、氣體質(zhì)量一定，所以要在等溫條件下操作，注射器密封性要好，推拉活塞要緩慢．
（4）根據(jù)玻意耳定律：p₁V₁=p₂V₂，求解氣體體積最大和最小時(shí)注射器氣體的壓強(qiáng)，再求解內(nèi)外壓強(qiáng)差的最大值．

解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量氣體的體積和壓強(qiáng)，體積由注射器的刻度直接讀出，而實(shí)驗(yàn)器材A是壓強(qiáng)傳感器，可測(cè)出壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

pV

T

=c知，p和V的乘積明顯不同，可能是由于環(huán)境溫度不同，導(dǎo)致氣體的溫度T不同造成的，也可能是由于注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量不同造成的．
（3）為了保持注射器內(nèi)氣體的溫度不變，推拉活塞要緩慢．
（4）以注射器內(nèi)氣體為研究對(duì)象：
    初始時(shí)：p₁=p₀，V₁=10cm³；
    體積最小時(shí)：p₂=？，V₂=4cm³；
    體積最大時(shí)：p₃=？，V₃=20cm³；
根據(jù)玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂=p₃V₃，
則得：p₂=

p1V1

V2

=

p0×10cm3

4cm3

=2.5p₀；p₃=

p1V1

V3

=

p0×10cm3

20cm3

=0.5p₀．
所以注射器內(nèi)部與外界壓強(qiáng)差的最大值為△p=p₂-p₀=1.5p₀
故答案為：
（1）壓強(qiáng)傳感器；
（2）環(huán)境的溫度不同，注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量不同；
（3）推拉活塞要緩慢；
（4）1.5．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，要控制實(shí)驗(yàn)條件，此實(shí)驗(yàn)要控制兩個(gè)條件：一是注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定；二是氣體的溫度一定，這是該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵．