【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。