高中物理 | 波意耳—马略特定律

实验考点

是理想气体三大实验定律之一。对本实验的考查要求是：知道研究理想气体等温变化的几种实验装置和实验方法；掌握实验过程中的数据处理方法，能对数据进行分析并得到结论；理解等温变化图线的物理意义并利用p－V图进行分析和判断。

实验目的

验证波意耳—马略特定律。

实验器材

带有刻度的注射器，润滑油，橡皮帽，框架，弹簧秤，钩码若干，铁架台（含固定装置），毫米刻度尺，天平（附砝码）；水银气压计。

实验原理

在一个带有刻度的注射器内，封入一定质量的空气。在保证气体的质量，温度不变的条件下，改变施加在活塞上的力时，封闭空气的压强和体积随之发生相应的变化。如果在误差允许范围内，相应的压强和体积的乘积相等（即P1V1=P2V2...)，就验证了波意耳—马略特定律。

1.用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L读出最大刻度的容积V0，算出注射器的横截面积S=V0/L。

2.在水银气压计读出大气压P0。

3.称出活塞和框架的质量，算出它们所受的重力G0。

4.把适量润滑油涂在活塞上，插入注射器抽动几下，用橡皮帽封入一定质量的空气，把注射器水平放置，记下空气柱的体积V1。

5.把注射器竖直地固定在铁架台上，在活塞框上依次挂上不同质量的钩码，记下各次钩码的质量M和对应的体积。

6.取下钩码，用弹簧秤钩住 框架上的挂钩竖直慢慢往上拉，记下每提到一定高度时弹簧秤读数F和对应的体积V。

7.把记录的数据填入表格，由压强公式P=P0+G0+Mg/S或P=P0+G0-F/S算出各状态下气体的压强P，求出各状态下气体的压强与体积的乘积PV,比较PV的乘积值，作出结论。

实验结论

一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。即有：pV=C或

p1V1=p2V2

1. 做《验证玻意耳定律》实验时，有以下步骤：

A. 用刻度尺测出注射器全部刻度之长，并读出最大刻度的容积，算出活塞的横截面积S；

B. 用天平称出活塞及框架总质量M；

C. 把适量的润滑油均匀地涂抹在注射器的活塞上，把活塞插入注射器内一部分，用橡皮帽堵住注射器的小孔，记下这时空气柱的体积V1；

D. 用铁夹把注射器竖直固定在铁架台上，在框架上加钩码，使空气柱的体积减小，记录每次所挂钩码质量m和相应空气柱体积V；

E. 把记录的数据填入表格，根据公式；再计算每次压强值；

F. 求出每次压强p与相应体积V的乘积pV，看它们是否相同.

在以上步骤中有哪些主要的错误及疏漏?指出后并改正。

2. 用注射器做《验证玻意耳定律》的实验中，取几组p、V值后，用p做纵坐标，V做横坐标，画出p—1/V图象是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而交于横轴，如图1所示，可能的原因是（ ）

A. 各组的取值范围太小

B. 堵塞注射器小孔的橡皮帽漏气

C. 在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变

D. 计算压强时未计算活塞和框架对气体产生的压强.

3. 在用注射器《验证玻意耳定律》的实验中，一次次增大活塞上的钩码质量，测出一组组压强和体积的数值后，发现压强和体积的乘积pV值在逐渐变小，产生这种结果的原因是（ ）

A 压强虽逐渐增大，体积逐渐减小

B 用手握住了注射器，或操作过快，气体温度升高

C 外界压强变小

D 注射器漏气

1. 解析：E中的公式有错误应为，疏漏是在步骤E之前要测定大气压p0.

2. 解析：因p—1/V图象为一直线，故气体的质量一定、温度不变的条件得到满足，如图2所示，先将图线反向延长并和纵坐标交于-p，然后将1/V轴向下平移到-p，图象过原点，可见压强的计算总偏小，且每个V下偏小的压强值相同，答案为D。

3. 解析：本题的答案为D，A中是正常情况，B中会使pV值变大，C中pV值不变，D中pV值变小，由pV= 不难确定.

玻意耳定律

这是个关于气体体积随压强变化的规律。近代实验科学刚兴起时，人类首先研究的是周围的空气。英国的玻意耳也是在这时候开始他对气体的研究的。

1659年，他了解到盖利克的神奇的抽气泵之后，决心设计出更好的抽气机。他与年轻的助手胡克制造出了精密的抽气机，玻意耳用这种抽气机做了一系列关于空气压力和稀薄空气中的现象的实验，并于1660年出版了《关于空气弹性及其效应的物理、力学新实验》一书。在该书中他叙述实验结果：在排气泵容器中气压计水银柱下降；在真空中虹吸作用失效；压力降低时沸点降低；

1666年，玻意耳发表了《流体静力学佯谬》一 ，有力地驳斥了那种轻的流体不能对重的流体施加压力的传统偏见，得出了气体的体积与压强成反比的关系，这正是玻意耳气体定律的最初发表形式，它为分子运动论的发展开辟了道路。一个世纪以后，法国人查理和盖?吕萨克建立了更全面的定量规律。

实验表明，一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。这个结论是英国科学家玻意耳（1627-1691）和法国科学家马略特（1620-1684）各自通过实验发现的，叫做玻意耳定律。又叫玻意耳—马略特定律（或简称玻马定律）。

对电磁感应现象你还有什么问题