空氣密度測定實(shí)驗(yàn)

【目的和要求】

通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)測定空氣密度的方法。

【儀器和器材】

帶閥門的塑料容器或玻璃容器，打氣筒，燒杯，水槽，量筒，天平。

【實(shí)驗(yàn)方法】

1.把容器的閥門打開，用打氣筒向容器內(nèi)打氣。到一定程度后停止打氣，關(guān)上閥門。用天平稱出容器的質(zhì)量(圖1.24-1)。

2.如圖1.24-2所示，把一只裝滿水的大燒杯倒扣在水槽中(實(shí)驗(yàn)時(shí)可先將燒杯沒入水槽中，然后將燒杯翻轉(zhuǎn)，使其底部向上)。將接在容器上的管子另一端放在燒杯下面，打開閥門將容器中的壓縮空氣緩緩地放一部分到燒杯中，同時(shí)調(diào)節(jié)燒杯的位置，使杯中空氣的體積約為杯容積的3/4，且杯內(nèi)外的液面相平。關(guān)閉閥門并在杯上記下這時(shí)水面的位置(用一根橡皮筋套在杯上即可)。

3.稱出放出一部分氣體后容器的質(zhì)量。兩次質(zhì)量差就是放到燒杯中的空氣的質(zhì)量。

4.將燒杯從水槽中取出，裝水至橡皮筋所示的位置。用量筒測出燒杯所盛水的體積，即為燒杯內(nèi)空氣的體積。

5.由公式ρ=m/V可求得在此時(shí)的大氣壓強(qiáng)和溫度下空氣的密度。

【注意事項(xiàng)】

1.由于空氣的密度與壓強(qiáng)有關(guān)，用排水取氣法收集氣體時(shí)，務(wù)必要使燒杯內(nèi)外的水面相平，這樣才能保證杯中空氣的壓強(qiáng)和環(huán)境空氣的壓強(qiáng)相同。

2.由于容器中盛的是壓縮空氣，所以放氣時(shí)一定要緩慢，防止氣體沖到燒杯外面。

3.本實(shí)驗(yàn)顯然也說明了空氣有質(zhì)量。

【思考題】

1.能否用氣球或橡皮袋代替本實(shí)驗(yàn)中的塑料容器存貯空氣?為什么?

2.為什么用此方法所測出的空氣密度是當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度和壓強(qiáng)下的值?

提示:本小實(shí)驗(yàn)可輔以"力學(xué)"部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。

空氣密度=1.293*(實(shí)際壓力/標(biāo)準(zhǔn)物理大氣壓)*(273.15/實(shí)際絕對溫度)，絕對溫度=攝氏溫度+273.15

通常情況下，即20攝氏度時(shí)，取1.205kg/m3。

移動高度計(jì)/氣壓計(jì)系統(tǒng)，自行車電腦，戶外或多模手表，數(shù)據(jù)記錄器，GPS，智能手機(jī)，氣壓補(bǔ)償，空氣密度補(bǔ)償