大气压强实验范例(3篇)
大气压强实验范文篇1
一、用水银气压计测量大气压
水银气压计的优点是测量结果精确,缺点是携带不方便.水银气压计是根据托里拆利实验的原理制成的.
托里拆利实验装置和步骤如图1所示.在1m长玻璃管中灌满水银后,倒插在水银槽里,在重力作用下水银柱下降,在玻璃管内部的上端形成真空,由于大气压强,水银柱下落一定距离后停止.测量出水银柱高度,便可测算出大气压.
若在1个标准大气压下,测得玻璃管中水银柱竖直高度是76cm,那么1个标准大气压强就相当于76cm高水银柱所产生的压强,大小是p0=ρ汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg
×0.76m=1.013×105Pa.
托里拆利实验中,你思考过下列问题吗?
①玻璃管中的水银柱下落一定距离后为什么会停止?
解答:由于存在大气压强p0,根据二力平衡可知,大气对水银柱向上的压强等于水银柱自身重力产生的向下的压强.
②如果玻璃管没有竖直放置,玻璃管中的水银柱长度会变化吗?
解答:在1个标准大气压下,玻璃管中的水银柱长度会大于76cm,但玻璃管中水银面到水银槽中的水银面的竖直高度还是76cm.
③托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管粗细、上提、下压是否有关?
解答:根据p=ρgh,液体压强只与液柱的高度有关,所以玻璃管的粗细、上提、下压、倾斜均不影响水银柱的高度.
④水银有毒,水无毒,为什么还要选择水银来做实验,而不选用水呢?
解答:因为1个标准大气压可以支持约10m高的水柱,实验用的玻璃管太长,实验操作不方便,所以不用水来做实验.
二、用注射器测量大气压
用注射器测量大气压,此方法的优点是测量安全、方便,缺点是测量结果不精确.
1.实验器材:2mL的注射器一支、弹簧测力计一个、刻度尺一把.
2.实验原理:二力平衡(活塞受到的拉力和大气压力二力平衡);
3.实验步骤与注意事项:①把注射器的活塞推到注射器筒的底端,目的是排尽筒内的空气,然后,用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔.②如图2所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右缓慢地拉动注射器筒,要注意的是,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数(即为大气对活塞的压力)F.③用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,用注射器的容积V除以这个长度,计算出活塞的横截面积S,S=V/L.④由p=F/S计算出此时大气压的值.
4.实验数据记录表格:(根据表格中的数据,你能计算出大气压吗?)
5.实验分析:测出的大气压强的值出现误差的可能原因?
解答①筒内空气没有完全排尽,这种原因会导致大气压的测量值偏小;②注射器的活塞与筒壁间的摩擦,这种原因会导致大气压的测量值偏大.
例1小宇利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下:(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是.
(2)如图3所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.1N.
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为cm,计算得到活塞的横截面积为cm2.
(4)计算得到大气压强的数值为Pa.
(5)小宇了解到班内同学的实验误差普遍较大,有的偏大,有的偏小.请分析,该实验结果偏大的原因可能是.
解答(1)保证筒内尽可能没有空气,使筒内气压与大气压相比可以忽略.(2)刚开始滑动时.(3)6.00cm;0.75cm2.(4)1.08×105.(5)注射器的活塞与筒壁间的摩擦.
三、用吸盘测量大气压
用吸盘测量大气压,此方法的优点是操作简单,缺点是测出的大气压不是很精确.
例2为了估测大气压究竟有多大,某小组同学合作进行了如图4的实验:①将蘸水的塑料吸盘按在光滑水平板面上,挤出里面的空气;②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面;③记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数,这就是大气对吸盘的压力;④再设法量出吸盘与水平板面的接触面积,然后算出大气压.
(1)将吸盘蘸水后再按在光滑水平板面上,其目的是为了.
(2)从原理上讲,本实验测算大气压的方法是否可行?答:.
(3)如果实验中所用弹簧测力计的量程为5N,吸盘与水平板面的接触面积为10cm2,请你通过计算,说明他们是否能测算出大气压,为什么?(1标准大气压为1.0
×105Pa)
(4)要估测出大气压,你认为本实验中对主要实验器材有什么要求?
解答(1)密封性更好;(2)依据二力平衡原理,可行;(3)100N;根据标准大气压算出的拉力远大于弹簧测力计的量程,故不可能用量程为5N的弹簧测力计测算出大气压;(4)答题要点:①要选用大量程的弹簧测力计;②要选择面积(或直径)更小的吸盘.
例3在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计了如下实验,如图5所示.
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量为m.
请问:(1)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是:,测得大气压数值的表达式是p大气压=.(2)实验中误差产生的主要原因是(写出一条即可):.
解答(1)mg,4mg/πd2;(2)吸盘内空气没完全排尽,或塑料吸盘将要脱离玻璃板时加沙量偏大,或天平的读数不准确.
四、用金属盒气压计测量大气压,还能间接测量海拔高度.
金属盒气压计又叫无液气压计,如图6,它的优点是携带方便,缺点是测量结果不十分精确.若金属盒气压计上标的不是大气压,而是对应的高度值,那么金属盒气压计可改装成航空、登山用的高度计.
我们也可以用注射器测量大气压,再根据测量的大气压值估算出当地的海拔高度.
例4同学们参与测量花果山高度的实践活动,查资料知道在竖直方向每升高10m大气压强减小Δp,且山下的大气压强为p0.于是他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等.到达山顶后,他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔,进行了如图7所示的实验.(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)
(1)为了测量山顶的大气压强,你认为实验中应测出的物理量有(物理量的名称和相应的符号);
(2)山顶的大气压强p=(表达式);
(3)花果山的高度h=.
大气压强实验范文
1.知识与技能
(1)通过实验观察,体验大气压强是客观存在;
(2)了解测量大气压强的实验―托里拆利实验;
(3)了解大气压强的大小和单位。
(4)了解大气压强与体积、高度、沸点、天气的变化关系。
(5)了解生活中利用大气压的实例.
2.过程和方法
(1)通过观察一些实验现象感知大气压强的客观存在.
(2)通过一些实验感知大气压强的值很大.
(3)感知人类对大气压强的利用.
3.情感态度和价值观
(1)培养实事求是的科学态度.
(2)通过对大气压应用的了解,使学生认识到科学技术对人类生活的影响.
(3)通过对大气压强的认识,使学生领略大自然的神奇和美妙。
重点:大气压强的存在和大气压强的测定
难点:理解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程
仪器材料:易拉罐、针筒、茶杯、硬纸片、大、小试管、砝码、活塞式抽水机模型、
离心式水泵模型、托里拆利实验录像带、抽水机和离心泵电脑动画
教学方法:讲授法、学生分组实验、讨论相结合、演示实验、自学法
情境创设、引入课题
模拟马德堡半球实验,引出课题
导学过程
一、体验大气压强的客观存在
1、阅读教材68页内容,用笔画出重点词和句子。观察8―22的四幅图,思考:
1、观察到了什么现象?
2、说明了什么?
3、大气压强产生的原因是什么?
2、合作探究,学生分组实验,实验完后,讨论上述问题。5分钟后小组演示、分析、总结出结论。
可见,和液体一样,空气内部各个方向也都存在。这种压强称为,简称大气压或气压
3、讨论:大气压强产生的原因是什么?
1.产生原因:1)由于空气有质量,会受到的作用
2)具有性
浸在大气中的物体都受到大气产生的,大气内部向方向都有压强。
二、大气压强的测定
1、提出问题:大气压有多大呢?如何能测出大气压的值?
简要介绍科学家托里拆利.
放录像:托里拆利实验,同时思考:他是如何测出大气压的值的?
看完后,请同学们讨论以下问题:
(1)水银柱下降到760为什么不再下降了?
分析:玻璃管内水银柱上方是,而管外水银槽面上受到大气压强的作用,正是支持着管内760毫米高的水银柱,
也就是说此时大气压强跟760毫米高的水银柱产生的压强相等。
(2)如何计算大气压的值?
根据液体压强P=ρgh,计算76cm高水银柱产生的压强是多大?(ρ水银=13.6×103Kg/m3)
P气=P水银
=ρ水银gh
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105Pa
1标准大气压(P0)=mmHg=Pa
(3)、如果玻璃管倾斜,会影响结果吗?为什么?
(4)、改用粗一些或细一些的玻璃管,会影响结果吗?
(5)、如果漏进去一些空气,会影响结果吗?为什么?
三、大气压强的变化
1.阅读教材70页“科学窗”内容,完成下列问题:
(1)、气压计是用来测量的仪器。
(2)、气压计分为气压计和气压计,又叫气压计。
(2)、分组实验:用手指堵住注射器前端小孔,另一只手压活塞,有何感觉?再用手向外拉活塞,又有何感觉?
得出结论:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小它的压强就,体积增大它的压强就。
(3)、大气压与高度、天气的关系
出示幻灯片,学生思考,得出结论:
①、高度越高,气压越,高度越低,气压越。
②、天气晴朗气压阴雨天气气压;夏天气压低,冬天气压高。
(4)、大气压与沸点的关系
液面上的气压越高,液体的沸点越;反之,气压越低,液体的沸点越。
四、大气压的应用
⑴:大气压在我们日常生活、生产中有哪些应用?
引导学生看课本图8―28,思考后进行解释。
⑵:大气压还有一个重要的应用,活塞式抽水机和离心式水泵.
演示抽水机的连续抽水动作
用电脑动画演示活塞式抽水机的分步工作过程
学生填图8―29,了解活塞式抽水机的工作原理
演示实验,演示能够连续工作的离心式水泵.
然后再用电脑动画模拟分步工作过程.
思考:为什么工作前要将入水管和水泵内充满水?
本节小结:本节课我们学到了什么?还有什么疑惑?
五、当堂测评
1.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因()
(A)山峰陡峭,人体能量消耗大(B)高处气温太低
大气压强实验范文
一、喷泉实验形成的原理
喷泉实验是一种宏观的液体喷涌现象,既有天然的,也有人为的它的形成主要是因为容器内外存在较大的压强差在这种压强差的作用下,液体快速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,即形成喷泉
二、喷泉实验形成的条件分析
从原理上分析使容器内外产生较大的压强差是形成喷泉的重要条件,通常有以下两种请况
压强内小外大
即容器内压强迅速减小,与容器外形成较大的压强差一般是容器内的气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应因此当外部的水或溶液接触容器内气体时,由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应,使容器内气体迅速减少,从而使容器内气压迅速降低,在这种压强差的作用下外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉根据喷泉形成的过程和原理,下表中的气体与吸收剂作用就能形成喷泉
2压强内大外小
即容器内压强增大,与容器外形成较大的压强差容器内液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等易挥发液体)或由于发生化学反应,容器内产生大量气体,使容器内压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,从而形成喷泉如喷雾器、人造喷泉等就是利用这个原理形成的
三、喷泉实验成败的三个关键
气体在吸收剂中被吸收的既快又多
如上表中所列气体与吸收剂作用,均能使容器内气体迅速被吸收并导致容器内压强减小,而引发喷泉或容器内产生大量气体又快又多,使容器内压强迅速增大,而引发喷泉
2装置气密性要好
只有良好的气密性,才能保持容器内外已形成的较大的压强差,促使液体快速流动,才能保证喷泉的形成装置气密性差,使容器内外的压强差减小,则不能形成喷泉
3烧瓶中气体的纯度大,浓度足够高
为此收集气体时,特别是极易溶于水的气体,烧瓶必须干燥,用排空气法收集前最好先干燥再收集,且气体的量要充足,才能保证气体的浓度大对某些在水中溶解度不大的气体,也可用排饱和溶液法收集,(如Cl2、SO2、CO2等)但气体无法干燥,由于气体浓度大,吸收剂吸收的快,也可引发喷泉
四、喷泉实验典型例题解
喷泉实验原理与形成的考查
例据图回答下列问题
()图为中学教学中所用的喷泉实验装置在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,下列组合中不可能形成喷泉的是(填序号)
(2)某学生积极思考产生喷泉的其它办法设计图2所示的装置在图2的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是(填序号)
ACaCO3和稀2SO4
BN4CO3和稀Cl
CZn和稀Cl
在图2锥形瓶外放一水槽,锥形瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列物质结果也产生了喷泉,水槽中加入的物质可以是
A浓2SO4B食盐C硝酸铵D硫酸铜
加入该物质能产生喷泉的原因是
(3)比较图和图2的两套装置,从产生喷泉的原理分析,二者的不同点在于
解析()中Cl和N3极易容于水、CO2与NaO反应均使烧瓶内压强迅速减小,烧瓶内外形成较大的压强差,故A、C、D能形成喷泉,而B中Cl2在水中的溶解度不大不能使烧瓶内压强迅速减小,故Cl2和2O不能形成喷泉,故选B
(2)图2锥形瓶中,N4CO3与稀Cl、Zn和稀Cl反应产生大量气体,均可使锥形瓶内压强增大,可形成喷泉,而CaCO3和稀2SO4产生的CO2有限,最终反应停止,不能使锥形瓶内压强迅速增大,故不能形成喷泉故选B、C
瓶外水槽中的冷水中,加入食盐和CuSO4均不能使冷水的温度有所变化,加入N4NO3使冷水温度更低,也不能促使酒精挥发,而加入浓2SO4时,因溶解放出大量的热,使乙酸挥发,瓶中压强增大,而形成喷泉,故选A
(3)和2形成喷泉的不同处是中压强内小外大,2中是压强内大外小
2气体的制取与喷泉实验操作的的联合考查
例2制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)
()写出实验制取氨气的化学方程式:
(2)收集氨气应使用法,要得到干燥的氨气可选用做干燥剂
(3)如图3装置进行喷泉实验上部烧瓶已装满干燥氨气引发水喷发的操作是该实验的原理是
(4)如果只提供如图4的装置,说说所引发喷泉的方法:
()某学生试图用图3做喷泉实验,结果失败试分析实验失败的原因
解析近年来高考试题加强了对学生实验能力的考查本题将氨水的制取、喷泉实验的操作及对实验结果的分析评价,能较好地考查学生的实验操作能力和应用知识能力
答案()2N4Cl+Ca(O)2CaCl2+2N3+22O
(2)向下排空气法、碱石灰
(3)打开止水夹、挤出胶头滴管中的水、氨极易溶解于水、使烧瓶内压强迅速减小
(4)打开止水夹,用手(或热毛巾)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉()实验失败的原因可能有①收集氨气时空气未排尽②装置漏气③烧瓶潮湿④滴入烧瓶里的水太少
3喷泉实验与物质性质联袂考查
例3A是一种白色晶体,它与浓NaO溶液共热,放出无色气体B用圆底烧瓶收集干燥的B,按图所示装置仪器挤压滴管的胶头时,可得蓝色喷泉;A与浓2SO4微热,放出无色气体C用圆底烧瓶收集干燥的C,仍按图所示装置实验,
4喷泉实验与化学计算联袂考查
例4在标准情况下,在三个干燥的烧瓶内分别装有干燥纯净的N3、含一半空气的Cl气体、NO2和O2的混合气体[V(NO2)∶V(O2)=4∶7]然后分别做喷泉实验,三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为
A2∶∶2B∶∶4C∶∶D无法确定
解析N3、Cl溶于水后,溶液的体积即是溶解的气体体积故c=
故选答案B
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