实验5 验证盖-吕萨克定律-2023-2024学年高二物理选择性必修3实验报告册（人教版）

学生实验报告册 物理 选择性必修 第三册 （人教版） 1. 盖 - 吕萨克定律的内容是什么？ 2. 在本实验中， 如何保证等压变化？ 3. 实验要取得哪些数据？ 其中哪些是直接测量的？ 哪些是间接测量的？ 实验目的 验证盖 - 吕萨克定律。 实验器材 在下表所给的器材中， 请在你需要的器材后面画 “ √ ”， 若不够， 在空格处 写上需要的器材名称。 实验方案 （一） 用传统方法验证盖 - 吕萨克定律 实验装置 实验装置如图 5-1 所示。 实验五 验证盖 - 吕萨克定律 托盘天平 热水 凉水 水银气压计 你还需要的器材 带刻度尺的注射器 弹簧测力计 框架 刻度尺 铁架台 温度计 量杯 润滑油 实验日期 年 月 日 实验预习 18 操作与记录 1. 按照图 5-1 所示， 把注射器固定在铁架台的铁夹上， 保持注射器竖直。 2. 把适量的润滑油抹在注射器的活塞上， 再上下拖动活 塞， 使活塞与器壁间被油封住。 当活塞插入注射器内适当位 置后再套上橡皮帽， 将一定质量的气体封在注射器内。 3. 从注射器上读出注射器的容积 V ， 用刻度尺测出与这 个容积相对应的全部刻度的长度， 计算出活塞的横截面积 S 。 4. 在框架两侧挂上钩码， 使注射器的下半部没于量杯之 中， 往量杯中加入适量的凉水， 使注射器内的空气柱位于水面之下， 过几分钟后 记下钩码的质量， 同时记下水的温度和空气柱的体积。 5. 在量杯中加些热水， 保持框架两侧挂的钩码质量不变， 记下空气柱的体 积， 同时记下水的温度。 6. 把步骤 5 重复几次， 将数据记录于下表中。 分析与结论 比较表中各次实验得到的数据， 可得出结论： 。 图 5-1 次数 空气柱的体积 V/mL 水的温度 T/K V T 1 2 3 4 5 验证盖 - 吕萨克定律 实验五 19 学生实验报告册 物理 选择性必修 第三册 （人教版） 注意事项 1. 保证封闭气体的质量不变： 加润滑油密封， 套橡皮帽。 2. 减小摩擦： 加润滑油， 注射器要保持竖直放置并夹稳， 每次在框架两侧所 悬挂的钩码要对称。 3. 实验时要保证注射器内的空气柱位于水面之下， 加入热水或换成温水后， 要等几分钟后再测量水温。 4. 改变水的温度： 可以直接把热水换成温水， 也可以加冷水于热水中， 不许 把温度计当作搅拌棒使用。 实验方案 （二） 用烧瓶验证盖 - 吕萨克定律 实验装置 实验装置如图 5-2 所示。 操作与记录 1. 在一个容积约 100 mL 的烧瓶或薄壁玻璃瓶口装一个橡 皮塞和很短的细玻璃管， 并在瓶颈外面正对塞子的下边缘处 用皮筋或特殊铅笔做一个标记。 瓶内要干燥。 2. 用天平称出它的质量 m 1 ， 然后把它放入热水中， 如图 5-3 甲所示。 几分 钟后， 当瓶中空气和杯中的水达到热平衡时， 用温度计测出水温 t 1 。 3. 接着用手指堵住玻璃管口， 将瓶由热水中取出， 迅速倒过来浸没到冷水 中， 如图乙所示。 放开手指， 则冷水进入瓶中， 过几分钟后水不再进入瓶中， 达 图 5-2 图 5-3 20 到热平衡， 读出水温 t 2 。 应使 t 1 和 t 2 的温差尽可能大些。 4. 用手拿住瓶颈， 使瓶上移到内外水面相平， 如图丙所示， 堵住管口， 将瓶 取出， 正立过来， 仔细擦干外表面， 用天平称出此时瓶和瓶中水的总质量 m 2 。 5. 将塞子打开， 向瓶中灌满相同温度的冷水， 然后把塞子插回原来的标记 处， 使瓶中不残留空气， 多余的水自行溢出。 仔细擦干外表面， 再称出其总质量 m 3 。 6. 在温度 t 1 时， 瓶中一定质量空气的体积为 V 1 ， 它等于瓶的容积； 在温度 降到 t 2 时， 这些空气的体积缩小为 V 2 ， 而压强始终等于大气压， 保持不变。 由于 采用了以水置气法来测量气体的体积， 并且以水的质量之比来代替体积之比， 则 可以求出 V 1 V 2 = m 3 -m 1 m 3 -m 2 ， 再将 t 1 、 t 2 变为热力学温度 T 1 、 T 2 ， 求出比值 T 1 T 2 。 看 V 1 V 2 是否近似等于 T 1 T 2 ， 从而验证了盖 - 吕萨克定律。 7. 把以上步骤重复几次， 将数据记录于下表中。 m 1 = 分析与结论 比较表中各次实验得到的数据， 可得出结论： 。 思考与练习 1. 你认为本实验产生误差的主要原因是什么？ 次数 m 2 /kg m 3 /kg t 1 /℃ 1 2 3 4 T 1 /K t 2 /℃ T 2 /K T 1 T 2 V 1 V 2 验证盖 - 吕萨克定律 实验五 21 学生实验报告册 物理 选择性必修 第三册 （人教版） 2. 现有一根粗细均匀、 长约为 40 cm 、 两端开口、 内有