高中物理气压随高度的变化关系实验课题研究

[03-22 23:25:03]   来源：http://www.wenxue9.com  高中物理实验   阅读：8933次

概要： 如图（一）3．48－2所示，带有弯管的烧瓶，广口保温瓶，温度计和热水。 【方法与要求】向保温瓶中注入热水。在烧瓶弯管的水平管中注入一段液体，并在管上液柱的一边作一个记号，测出保温瓶中热水的温度t0。再把这个装置拿到某层楼A处，由于气压降低，液柱将向外移。在保温瓶中加少量冷水，并搅拌使温度分布均匀，直至液柱回到原来的记号位置，测出水温tA。同样在其他层楼B、C处实验，测出相应的温度tB、tC。由于上述过程为等容过程，根据查理定律P∝T，因此知道T与H的关系，也就可以知道p与H的关系。如果将保温瓶等移到不知其高度的地方，测出烧瓶内气体体积不变时的温度tx，算出绝对温度Tx，根据T－H图线即可估计出高度。www.wenxue9.com 【提示与答案】（1）每升高12米大气压减小1毫米汞柱，这本身就是一个近似的结论，实验中由于环境温度等其他因素的变化而影响气压的变化，以及测量读数的误差，使实验的结果会有一定的误差。测量时应选用较精密的温度计，如最小分度为0．2℃的温度计，并应在管中气柱与环境尽可能接近热平

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        如图（一）3．48－2所示，带有弯管的烧瓶，广口保温瓶，温度计和热水。

      【方法与要求】

　　向保温瓶中注入热水。在烧瓶弯管的水平管中注入一段液体，并在管上液柱的一边作一个记号，测出保温瓶中热水的温度t₀。再把这个装置拿到某层楼A处，由于气压降低，液柱将向外移。在保温瓶中加少量冷水，并搅拌使温度分布均匀，直至液柱回到原来的记号位置，测出水温t_A。同样在其他层楼B、C处实验，测出相应的温度t_B、t_C。

　　由于上述过程为等容过程，根据查理定律P∝T，因此知道T与H的关系，也就可以知道p与H的关系。如果将保温瓶等移到不知其高度的地方，测出烧瓶内气体体积不变时的温度t_x，算出绝对温度T_x，根据T－H图线即可估计出高度。
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      【提示与答案】

　　（1）每升高12米大气压减小1毫米汞柱，这本身就是一个近似的结论，实验中由于环境温度等其他因素的变化而影响气压的变化，以及测量读数的误差，使实验的结果会有一定的误差。测量时应选用较精密的温度计，如最小分度为0．2℃的温度计，并应在管中气柱与环境尽可能接近热平衡时测气柱的长度。

　　在根据某些已知高度的地点进行实验后，即可描出P－H图象。利用这个图象可以求出某些未知点的高度，不过必须在当时先通过同样的方法求得这些点的大气压强，才能从图象上查出。


      （2）如果实验中没有水银气压计，可以如图（二）3．48所示，在某处首先使玻璃管水平放置测出气柱长度l1，再将玻璃管竖直放置开口问上，测量气柱长度L′1，设玻璃管的根截面积为S，根据玻意耳定律

　　P₁l₁S＝（P₁＋h）l′₁S得
　　P₁＝L′₁／（l₁－L′1）h

       h为事先测得的水银柱的长度。

　　用这种方法测气压，由于h值较小，l₁－l′₁也较小，因此实验结果的相对误差较大，如果在大楼里做实验，用读数显微镜，测得h和l₁、l′₁，那么误差可以减小许多。

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