玻意耳定律的DIS實驗
——問題 改進 拓展

陳小磊(江蘇省泰州中學 江蘇 泰州 225300)

玻意耳定律的DIS實驗
——問題 改進 拓展

陳小磊
(江蘇省泰州中學 江蘇 泰州 225300)

從實驗和理論兩個方面進行驗證和分析玻意耳定律的DIS實驗中氣體壓強與體積的關系，并對實驗提出改進建議和拓展.

DIS 壓強與體積關系 問題 改進 拓展

1 問題提出

圖1 描點擬合圖線

圖2 p- 圖像

同時，當氣體體積取較小值(例如2 ml左右)時，操作實驗得到了如下數據(圖3)和圖像(圖4).

圖3 實驗數據

圖4 實驗圖像

2 原因分析

實驗中，氣體壓強由壓強傳感器直接測出，應該比較準確，而氣體體積需考慮連接軟管的體積，相比較真實值偏小，假設氣體壓強為p，注射器中氣體體積為V，連接軟管中氣體體積為V0，根據玻意耳定律，可得p(V+V0)=C，則

3 實驗改進

針對以上情況，可以通過如下兩種方式進行改進.

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.此數據與器材配單上提供的數據基本吻合.

圖6 V- 圖像

4 實驗拓展

假設小物體體積為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對應實驗中，筆者將日常辦公用的訂書釘壓扁放入連接軟管中，重新操作實驗，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中圖像函數表達式為

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

根據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 總結反思

1 蔡鋼.運用DIS設計和測量不規(guī)則小固體的體積.物理教師，2007(1)

2 穆琳.“用DIS探究氣體壓強與體積的關系”實驗誤差的分析.物理通報，2014(2)：90～92

2017-05-04)