实验十七 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
1．实验目的
探究一定质量的气体在温度不变的条件下的压强与体积的关系。
2．实验原理
(1)描述气体状态的压强、温度、体积三个物理量称为气体状态参量，当其中某个参量发生变化时，通常会引起另外两个参量的变化。要研究这三个参量的变化规律，可以运用控制变量的方法，分别研究两个参量之间的关系。
(2)本实验就是研究在温度不变时，气体的压强与体积之间的关系。如图是传统的探究气体温度不变时压强与体积关系的实验装置，压强可通过压强计读出。
3．实验器材
注射器、DIS(压强传感器、数据采集器、计算机等)。
4．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(本次实验为11 mL处)，并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，确保其气密性。
(4)在软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。点击“数据计算”对表格中数据进行计算。
(6)点击“pV绘图”，根据已有数据点绘出“压强—体积”关系图线。
(7)点击“p绘图”，绘出“压强—体积倒数”关系图线。
5．注意事项
(1)本实验应用物理实验中常用的控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系。
(2)为保持等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。
(3)实验中所用的压强传感器精度较高，而气体体积是直接在注射器上读出的，其误差会直接影响实验结果。
(4)在等温过程中，气体的压强和体积的关系在pV图象中呈现为双曲线。处理实验数据时，要通过变换，即画p图象，把双曲线变为直线，说明p和V成反比。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律化较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。
实验原理与操作
1．在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性，可以保持封闭气体的质量不发生变化。
2．缓慢的推拉活塞，可以使气体的温度保持与外界的温度保持一致，从而可以保持封闭气体的温度不变。
3．手不能直接握在注射器上，因为手的温度可能改变气体的温度。
