题目内容
【题目】小明在学习了大气压的知识后,对气体压强与哪些因素有关作出了猜想,下表是他根据生活现象所做出的猜想。
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 |
(1)请在表格中划线处填上合适的内容。
(2)为了研究气体压强与这些因素之间的关系,他做了如下实验:用注射器密封一段空气柱,保证其温度不变化的情况下,研究气体压强与它的体积之间的关系,如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉活塞来改变气体的体积。已知注射器活塞的横截面积为S,(活塞与注射器壁之间的摩擦、活塞重都忽略不计),当地大气压为标准大气压 p0,当弹簧测力计的示数为F时,注射器内气体的压强计算表达式为p=________。
p(×105Pa) | 1.0 | 0.8 | 0.5 | 0.4 |
V(×10-5m3) | 1 | 1.25 | 2 | 2.5 |
(3)通过实验,他得到了表中一些数据:分析表中数据,可以得出的结论是:在气体_____不变的条件下________。
【答案】温度升高 温度 气体压强与气体体积成反比
【解析】
(1)[1]自行车内胎充气过足,放在阳光下受暴晒,在车胎爆炸前,车胎内气体吸收热量,温度升高,内能增大,而车胎容积不变,即气体体积不变,所以气体压强变大。
(2)[2]当弹簧秤的示数为F时,注射器活塞受大气压力、拉力和里面气体压力的作用,由于活塞静止,所以活塞受力平衡,则
F0=F+F气
由p=可得
p0S=F+pS
p=p0-
(3)[3][4]由表中的数据可知,实验次数1
V1p1=1×105m3×1×10-5Pa=1m3Pa
实验次数2
V2p2=0.8×105m3×1.25×10-5Pa=1m3Pa
实验次数3
V3p3=0.5×105m3×2×10-5Pa=1m3Pa
实验次数4
V4p4=0.4×105m3×2.5×10-5Pa=1m3Pa
由此可知,气体体积和气体压强的乘积为定值,即在温度不变的情况下,气体压强与气体体积成反比。