实验概述

理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。它建立在波义耳-马略特定律、查理定律、盖·吕萨克定律等经验定律之上。本实验通过测量密封在透明电热管内的一定质量的气体的压强p、体积V和温度T，来验证理想气体定律。该实验装置通过旋转大螺母推动活塞的移动来改变气体的体积，采用透明电热管均匀加热方式以改变气体的温度，管内的气体通过气管可与外界空气或压强传感器连通，管内的气体温度通过内置的温度传感器进行测量。

本实验涉及的知识点有理想气体的定义、三个基本定律、PID控温、温度测量、气压测量、体积测量等，通过实验可以培养学生对温度、压强、体积三者关系的深刻理解，对热力学量测量误差估算及原因分析等方面的能力。

实验内容

• 研究等温条件下，一定质量气体的压强与体积的关系，验证波义耳-马略特定律。
  

• 研究等容条件下，一定质量气体的温度与压强的关系，验证查理定律。

• 研究等压条件下，一定质量气体的温度与体积的关系，验证盖·吕萨克定律。

• 测量密封气体物质的量，计算普适气体常量。

  
  

产品特点

• 采用透明电热管加热气体，直观稳定。
  

• 采用气压传感器测量密封气体的压强，读数准确方便。

• 采用高精度温度传感器测量密封气体的温度，温度响应快。

• 同时采用数字表和透明标尺显示体积，减少视觉误差。

• 温控系统利用PID控温模块，温度更准确可控。

• 开放式设计，各个部分都直观可见，用户可以观察每个传感器的工作状态。

• 拓展性强，每个传感器都有数据通讯接口，可以升级数字化实验。

  
  

  
  

实验数据

等温条件下，一定质量气体的压强与体积的关系，验证波义耳-马略特定律。

等容条件下，一定质量气体的温度与压强的关系，验证查理定律。

等压条件下，一定质量气体的温度与体积的关系，验证盖·吕萨克定律。