稿件来源:高途
高中 | 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-3
第八章 气体
8.1 气体的等温变化
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
在探究气体压强与体积关系实验中,某兴趣小组设计如图实验装置。已知重力加速度为$g$,注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变,注射器活塞的横截面积为$S$,不计一切摩擦。

取下沙桶,向右拉动活塞一段距离后,用橡胶套堵住注射孔,此时的气体压强为大气压$p_{0}$;挂上沙桶,稳定后,测出此时的气体体积$V$和沙桶的总质量$m$,则气体压强的表达式$p=$ ;(请选用$p_{0}$、$g$、$S$、$m$表示)
对活塞受力分析,根据平衡条件可得$pS+mg=p_{0}S$
解得气体压强的表达式$p=p_{0}-\dfrac{mg}{S}$
在沙桶内适量添加沙子,重复多次步骤,以沙桶的总质量$m$为纵轴,以$\dfrac{1}{V}$为横轴,绘制$m- \dfrac{1}{V}$图像,其图像如图乙所示,图中横轴截距为$a$,纵轴截距为$b$,可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积$V_{0}=$ 。实验时当地的大气压强$p_{0}=$ 。(请选用$a$、$b$、$S$、$g$表示)
温度不变时,对注射器内气体根据玻意耳定律可得$p_{0}V_{0}=\left( p_{0}-\dfrac{mg}{S} \right)V$
解得$m=- \dfrac{p_{0}SV_{0}}{g} \cdot \dfrac{1}{V}+\dfrac{p_{0}S}{g}$
由$m-\dfrac{1}{V}$图像可得$\dfrac{p_{0}SV_{0}}{g}=\dfrac{b}{a}$,$\dfrac{p_{0}S}{g}=b$
解得$V_{0}=\dfrac{1}{a}$,$p_{0}=\dfrac{bg}{S}$
高中 | 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系题目答案及解析(完整版)