烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升。每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气此时的压强值。在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
气体的温度/℃ |
20 |
30 |
40 |
50 |
… |
气体的压强/Pa |
1.0×105 |
1.03×105 |
1.05×105 |
1.10×105 |
… |
如图所示为伽利略气体温度计,我们知道:一定质量的气体,在温度升高时体积将会膨胀,若液面由A上升到B,则表示气温(假设外界气压不变)( )
如图甲,先把细玻璃锌插入装有半瓶水的密闭烧瓶中,然后,从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强(选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到图乙的a处位置.紧接着,小明用手握住烧瓶的瓶颈部分,使瓶内气体的压强增大请在图乙中画出细玻璃内水柱所上升到b处的大致位置;
气体的温度/℃ | 20 | 30 | 40 | 50 | … |
气体的压强/Pa | 1.0×105 | 1.03×105 | 1.05×105 | 1.10×105 | … |
①实验中,每次测量时都使压强计左侧水银面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的不变。
②分析上表中实验数据可知:。
③因此,夏天载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车轮上喷水是想使轮胎内气体的来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
序号 |
生活现象 |
影响因素 |
关系 |
1 |
充气玩具充气过多易爆裂 |
质量 |
质量增大,压强增大 |
2 |
吹足气后的气球用力挤压易爆裂 |
体积 |
体积减小,压强增大 |
3 |
夏天自行车容易爆胎 |
温度 |
,压强增大 |
p(×105Pa) | 1.0 | 0.8 | 0.5 | 0.4 |
V(×10-5m3) | 1 | 1.25 | 2 | 2.5 |
表一 横截面积S1
序号 |
温度 |
液柱高度h(cm) |
温度变化量Δt(℃) |
液柱高度的变化量Δh(cm) |
1 |
0 |
5 |
10 |
2 |
2 |
10 |
7 |
||
3 |
20 |
9 |
20 |
4 |
4 |
40 |
13 |
||
5 |
60 |
17 |
40 |
8 |
6 |
100 |
25 |
表二 横截面积S2
序号 |
温度 |
液柱高度h(cm) |
温度变化量Δt(℃) |
液柱高度的变化量Δh(cm) |
7 |
0 |
6 |
5 |
1.5 |
8 |
5 |
7.5 |
||
9 |
10 |
9 |
20 |
6 |
10 |
30 |
15 |
||
11 |
60 |
24 |
30 |
9 |
12 |
90 |
33 |
2020新春之际,新冠病毒肆虐全球,在中国共.产.党的领导下,全国人民万众一心,科学防治,已经取得了阶段性的胜利,但目前的防控任务仍很艰巨。新型冠状病毒传染性强,对人体危害重,救治难度大。它主要通过人体接触和空气传播,所以,同学们要戴好口罩和手套,做到不聚集、不扎堆、勤洗手,听从防疫人员的指挥和安排,保护好自己就是对国家做贡献。
如图所示的“负压病房”在抗击新冠肺炎疫情中发挥了重要作用。所谓“负压病房”是指病房内的气压低于病房外的气压。这样既能保证向室内提供新鲜空气,还能在特殊装置下,实现将病房内被污染的空气通过专门通道排放到固定地方进行无害化处理,避免医护人员交互感染,为防控提供了最“硬核”的支撑。
现象一:喝牛奶时,把吸管插人牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出;
现象二:在室温下,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就爆破了;
从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强(选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到a处(如图乙所示)。
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
气体的体积V() | 50 | 40 | 34 | 30 | 26 |
气体的压强p() | 1.01 | 1.26 | 1.49 | 1.68 | 1.94 |
压强与体积的成绩() | 50.5 | 50.4 | 50.66 | 50.4 | 50.44 |
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越,压强越(均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是。