[发明专利]一种探究理想气体状态方程的实验仪器及操作方法

摘要

本发明涉及高中物理研究理想气体状态方程的技术领域，具体地说是一种探究理想气体状态方程的实验仪器及操作方法，其特征在于该实验仪器由气缸、温度计、气压计组成，所述的气缸由方形缸体、等压活塞和定位调整活塞组成，所述的方形缸体内部设有气压计和温度计，气压计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现气压数值的监测和记录，所述的温度计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现温度数值的监测和记录，由于在同一装置上运用控制变量法分别控制等温、等容和等压过程，分别检验三大气体实验定律，得出结论并画出p‑V、p‑T和V‑T图像，具有控制变量准确、便于学生掌握和理解等优点。

主权项

1.一种探究理想气体状态方程的实验仪器，其特征在于该实验仪器由气缸、温度计、气压计组成，所述的气缸由方形缸体、等压活塞和定位调整活塞组成，所述的方形缸体的右端设为闭口端，方形缸体的左端设为开口端，方形缸体的开口端周围设有与方形缸体表面垂直的挡板，方形缸体内部上侧面和下侧面设有两端分别与挡板和方形缸体闭口端相抵触的缓冲板，缓冲板经弹簧与方形缸体内表面相连接，上侧面的缓冲板和下侧面的缓冲板之间设有等压活塞和定位调整活塞，所述的等压活塞位于方形缸体的右端闭口端并由塞板和塞柄组成，等压活塞的塞板位于方形缸体内部上侧面的缓冲板和下侧面的缓冲板之间，等压活塞的塞板的左侧面经弹簧与缓冲塞板相连接，等压活塞的塞柄一端与塞板的右侧面相连接，另一端伸出方形缸体右端闭口端并与闭口端密封并滑动连接，伸出方形缸体的塞柄与提供拉力的传动手柄相连接，所述的等压活塞的塞柄上设有气缸标识体积数值，所述的定位调整活塞位于方形缸体的右侧开口端并由定位塞板、连接体和定位推杆组成，所述的定位塞板位于方形缸体的内侧，定位塞板的左侧面与连接体相连接，连接体的长度小于定位塞板的长度，连接体的上下两端分别对称地经弹簧与定位推杆相连接，定位推杆的右侧面与定位塞板的左侧面相抵触并在弹簧的作用下上下滑动，与弹簧连接的定位推杆的另一侧面设有定位凹槽，定位凹槽经缓冲板上设有的挡柱相配合连接实现定位调节活塞的定位，所述的方形缸体内部设有气压计和温度计，气压计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现气压数值的监测和记录，所述的温度计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现温度数值的监测和记录，该实验仪器分别进行等温变化、等容变化和等压变化和验证理想气体状体方程四个实验过程，实验过程如下：（一）、等温变化：（1）.首先固定好实验仪器，固定定位调整活塞；（2）.将该实验仪器置于温度恒定的室内，观测温度计的示数恒定不变；（3）.缓慢转动等压活塞后端牵连的传动手柄，移动的过程中多次记录气压计所示的示数和气缸标识体积的数值；（4）.调整定位调节活塞在挡柱上的位置，多次实验，多次分析数据，得出结论；（二）、等容变化：（1）.首先固定好实验仪器，固定定位调整活塞和等压活塞，保证气缸体积不变；（2）.利用加热或降温的方法改变气缸内气体的温度，多次记录温度计示数和对应的气压计的示数；（3）.调整定位调节活塞在挡柱上的位置，多次实验，多次分析数据，得出结论；（三）、等压变化：（1）.首先固定好实验仪器，固定定位调整活塞的位置；（2）.向等压活塞后端的传动手柄施加恒力F，进而提供恒压，观察保证气压计的示数保持不变；（3）.对气缸内气体加热或降温，保证气压计示数不变的条件下，记录温度计示数和对应的气缸标识体积数值；（4）.调整定位调节活塞在挡柱上的位置，多次实验，多次分析数据，得出结论；（四）、验证理想气体状体方程：（1）.首先固定好实验仪器；（2）. 在一定限度内任意调整气缸的温度以及定位调节活塞的位置，得到多组由温度计、气压计和气缸标识体积数值提供的气体状态参量，将其代入理想气体状态方程分析其是否满足。