Question

14．某小组同学利用如图（a）所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系．他们在与压强传感器相连的试管中封闭了一定质量的气体，将温度传感器的热敏元件伸入到试管内部，通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度．实验中，把试管浸在烧杯的冷水中，通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度．
温度传感器压强传感器试管热敏元件（a）
（1）该组同学在先后三次实验中获得了三组实验数据，通过计算机绘出的p-t图象分别如图（b）中的a、b、c所示，其中三条线不重合的原因是体积不同，或者质量不同；

（2）如果图中p₁为已知量，则图线a的函数表达式为$\frac{{p}_{1}}{273}$t+p₁；
（3）如果某次实验中，加入热水后没有充分搅拌，就立即记录压强和温度的数值，则测量的气体温度和该时刻气体实际温度相比将一致（填“偏高”“偏低”“一致”）

Answer 1

分析 （1）根据公式：$\frac{PV}{T}=C$分析不重合的原因即可；
（2）运用数学知识求出斜率，然后结合查理定律即可求出；
（3）由于热敏电阻在气体内，所以测量的气体温度和该时刻气体实际温度相比是相等的．

解答 解：（1）由题，是气体先后三次实验中获得了三组实验数据的P-t图象，根据公式：$\frac{PV}{T}=C$可知，其中三条线不重合的原因可能是实验的过程中的体积不同，有可能是开始时气体的质量不同；
（2）斜率为：k=$\frac{△P}{△t}=\frac{{P}_{1}}{273}$；
纵轴截距为：P₁；
故图线①的函数表达式为：P=kt+P₁=$\frac{{p}_{1}}{273}$t+p₁；
（3）在实验的过程中“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”；因为这时气体的温度与液体的温度不一定相等，但测量的气体温度和该时刻气体实际温度相比是相等的．
故答案为：（1）体积不同，或者质量不同；（2）$\frac{{p}_{1}}{273}$t+p₁；（3）一致

点评 该题考查对查理定律的验证，解答本题关键是根据查理定律进行分析，最后亲手做实验体会实际问题．