陳小磊(江蘇省泰州中學(xué) 江蘇 泰州 225300)

玻意耳定律的DIS實(shí)驗(yàn)
——問(wèn)題 改進(jìn) 拓展

陳小磊
(江蘇省泰州中學(xué) 江蘇 泰州 225300)

從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證和分析玻意耳定律的DIS實(shí)驗(yàn)中氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，并對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)建議和拓展.

DIS 壓強(qiáng)與體積關(guān)系 問(wèn)題 改進(jìn) 拓展

1 問(wèn)題提出

圖1 描點(diǎn)擬合圖線

圖2 p- 圖像

同時(shí)，當(dāng)氣體體積取較小值(例如2 ml左右)時(shí)，操作實(shí)驗(yàn)得到了如下數(shù)據(jù)(圖3)和圖像(圖4).

圖3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 實(shí)驗(yàn)圖像

2 原因分析

實(shí)驗(yàn)中，氣體壓強(qiáng)由壓強(qiáng)傳感器直接測(cè)出，應(yīng)該比較準(zhǔn)確，而氣體體積需考慮連接軟管的體積，相比較真實(shí)值偏小，假設(shè)氣體壓強(qiáng)為p，注射器中氣體體積為V，連接軟管中氣體體積為V0，根據(jù)玻意耳定律，可得p(V+V0)=C，則

3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

針對(duì)以上情況，可以通過(guò)如下兩種方式進(jìn)行改進(jìn).

圖5 修正后的p- 圖線

y=1 623.441 2x+(-0.811 6)

所以連接軟管中氣體體積為V0=0.811 6 ml.此數(shù)據(jù)與器材配單上提供的數(shù)據(jù)基本吻合.

圖6 V- 圖像

4 實(shí)驗(yàn)拓展

假設(shè)小物體體積為Vx，放入前

p(V+V0)=C

得

放入后

p(V+V0-Vx)=C′

得

可見Vx等于前后圖像縱截距之差.在圖6對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，筆者將日常辦公用的訂書釘壓扁放入連接軟管中，重新操作實(shí)驗(yàn)，得到如圖7所示圖像.

圖7 將訂書釘放入連接軟管后得到的圖像

圖7中圖像函數(shù)表達(dá)式為

y=1 618.607 2x+(-0.805 5)

根據(jù)縱截距之差可得訂書釘體積

Vx=0.811 6 ml-0.805 5 ml=

0.006 1 ml

5 總結(jié)反思

1 蔡鋼.運(yùn)用DIS設(shè)計(jì)和測(cè)量不規(guī)則小固體的體積.物理教師，2007(1)

2 穆琳.“用DIS探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)誤差的分析.物理通報(bào)，2014(2)：90～92

2017-05-04)