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實驗概述

理想氣體狀態方程，又稱理想氣體定律、普適氣體定律，是描述理想氣體在處于平衡態時，壓強、體積、物質的量、溫度間關系的狀態方程。它建立在波義耳-馬略特定律、查理定律、蓋·呂薩克定律等經驗定律之上。本實驗通過測量密封在透明電熱管內的一定質量的氣體的壓強p、體積V和溫度T，來驗證理想氣體定律。該實驗裝置通過旋轉大螺母推動活塞的移動來改變氣體的體積，采用透明電熱管均勻加熱方式以改變氣體的溫度，管內的氣體通過氣管可與外界空氣或壓強傳感器連通，管內的氣體溫度通過內置的溫度傳感器進行測量。

本實驗涉及的知識點有理想氣體的定義、三個基本定律、PID控溫、溫度測量、氣壓測量、體積測量等，通過實驗可以培養學生對溫度、壓強、體積三者關系的深刻理解，對熱力學量測量誤差估算及原因分析等方面的能力。

實驗內容

• 研究等溫條件下，一定質量氣體的壓強與體積的關系，驗證波義耳-馬略特定律。
  

• 研究等容條件下，一定質量氣體的溫度與壓強的關系，驗證查理定律。

• 研究等壓條件下，一定質量氣體的溫度與體積的關系，驗證蓋·呂薩克定律。

• 測量密封氣體物質的量，計算普適氣體常量。

產品特點

• 采用透明電熱管加熱氣體，直觀穩定。
  

• 采用氣壓傳感器測量密封氣體的壓強，讀數準確方便。

• 采用高精度溫度傳感器測量密封氣體的溫度，溫度響應快。

• 同時采用數字表和透明標尺顯示體積，減少視覺誤差。

• 溫控系統利用PID控溫模塊，溫度更準確可控。

• 開放式設計，各個部分都直觀可見，用戶可以觀察每個傳感器的工作狀態。

• 拓展性強，每個傳感器都有數據通訊接口，可以升級數字化實驗。

實驗數據

等溫條件下，一定質量氣體的壓強與體積的關系，驗證波義耳-馬略特定律。

等容條件下，一定質量氣體的溫度與壓強的關系，驗證查理定律。

等壓條件下，一定質量氣體的溫度與體積的關系，驗證蓋·呂薩克定律。