气体验证玻意耳定律教案示例

气体·验证玻意耳定律
一、教学目标
1．通过实验证明：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比或压强和体积的乘积为一恒量。

2．通过实验了解气体状态参量的测量方法，学习计算封闭容器中气体的压强。

3．培养学生的动手能力和良好的实验习惯。

二、重点、难点分析
1．本实验为验证性的学生实验，要求学生必须明确验证什么、依据是什么、使用什么设备、实验怎么做。

所以实验原理、实验器材、实验步骤是本实验的重点。

果空气柱受到活塞和固定在它上面的框架的压力作用的同时，还受到我们施加的拉力或压力的作用，这些力的合力是F。

对于这一点，也经常出问题。

3．由于学生缺乏操作经验，靠自测判断竖直方向，再加上实验器材本身的质量问题，注射器或实验器竖直难于保证。

三、实验器材
1．框架和100g钩码若干；测力计；铁架台及铁夹；水银气压计（共用）；带刻度的注射器（5mL）；刻度尺。

2．若使用带有长度刻度的注射器型的“玻意耳定律实验器”做本实验，请将刻度尺换为游标卡尺。

四、主要教学过程
1．明确实验原理
（1）掌握实验所依据的公式pV=恒量；
①p0表示实验时的大气压强；
②S表示活塞的横截面积；
③F表示封闭气体所受的合力；
会运用此公式计算封闭气体的压强。

（3）知道本实验应满足的条件：
①等温过程t=恒量；
②研究对象即封闭气体的质量不变。

2．实验器材
（1）认识实验器材。

（2）了解水银气压计的构造，知道使用方法。

（3）通过实物观察，了解注射器与玻意耳定律实验器上的刻度的区别。

3．实验步骤
（1）用测力计称出活塞和框架所受重力G。

（2）按图1所示，把注射器固定在铁架台的铁夹上，保持注射器竖直。

（3）把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，再上下拖动活塞，使活塞与器壁间被油封住。

当活塞插进注射器内适当位置后，再套上橡皮帽，将一定质量的气体封闭在注射器内。

（4）从注射器上读出空气柱的体积V，用刻度尺测出这个空气柱的长度，计算出活塞的横截面S。

（5）记下大气压强p0。

（6）在框架两侧挂钩码，总质量为M，记下相应的气体体积。

（7）框架两侧不挂钩码，用测力计向上拉活塞，拉力为F0，记下相应的气体体积。

（8）改变所挂钩码质量或测力计拉力，共做四次实验，分别计算出pV值并加以比较。

4．保证实验条件
（1）m一定：加润滑油密封，套橡皮帽；
（2）t一定：不用手握注射器，施力时动作要缓慢，保持环境温度的稳定；
（3）减小摩擦：加润滑油，力要沿活塞中轴线，注射器保持竖直及对称地悬挂钩码
5．数据处理
实验时的大气压强p0= Pa
注射器活塞横截面积S= m2
注射器活塞、框架总重G0= N
在活塞上施加的力
测力计拉力F0= N
悬挂钩码总重G= N
环境温度t= ℃
压强的计算
次数压或拉G或F0(N) 空气柱压强
(Pa) 空气柱体积
(m3)
pV
1
2
3
4
6．实验结论（略）
7．误差分析
本实验的误差主要来自活塞所受的摩擦力。

五、说明
1．若使用玻意耳定律实验器做实验，需用游标卡尺测出活塞直径D，
2．为保证实验效果，在正式实验之前安排一定的时间让学生对照实物进行预习。

以下预习题供参考：
（1）本实验是验证性的实验，它的实验原理是什么？
（2）采取什么措施可保证气体质量一定，温度保持不变？
（3）本实验误差的主要来源是什么？可采取什么措施减小误差？
（4）你能想出其他办法验证玻意耳定律吗？
3．建议：在学生认真预习的基础上，自行设计、书写实验报告。