气体压强模拟实验
气体压强的产生原因、气体压强模拟实验及有关因素，在中师和高中《物理》教材中，只是在分析推理的基础上得出结论，学生理解有一定的困难。在教学过程中，山东文登师范学校曲英梅、山东威海城里中学丛永红老师设计了一个模拟演示实验，方法简单、模拟逼真、效果很好。简述如下：
实验器材：
托盘天平(将刻度盘和指针改装成较原来大些，便于学生观察)、铁架台(固定自制刻度盘)、球缺(数学教具)、接盆(用大洗衣盆替代)、绿豆粒(或用其他小球形珠子)。
方法步骤及推理：
将接盆放在水平桌面上，天平放在接盆里。球缺放在天平左盘上，右盘里放砝码，调节天平平衡。
(1)用一个豆粒和较多豆粒(如60粒)，正对球缺，由较高处(如30厘米高处)分别自由落下，距球缺碰撞(豆粒碰后不在球缺上停留而落在接盆里)。可以看到，前次天平指针不偏转，后次天平指针发生偏转。
由此推出结论：在容器里，虽然一个气体分子对器壁碰撞产生的冲力是极其微小而又非常短暂的，但是大量气体分子频繁碰撞，对器壁产生了持续不断的压力。
(2)用较少豆粒(如30粒)和较多豆粒(如60粒)，由同一高度处(如30厘米高处)，分别在较短时间里自由下落，跟球缺碰撞。可以看到，前次天平指针偏转较小，后次天平指针偏转较大。
由此推出结论：气体分子对器壁碰撞次数越频繁，即气体密度越大，则压强越大。
(3)用同样多的豆粒(如30粒)，分别在较低处(如20厘米高处)和较高处(如40厘米高处)自由下落，跟球缺碰撞。可以看到，前次天平指针偏转较小，后次天平指针偏转较大。
由此推出结论：气体分子运动速度越大，气体的压强越大。而气体分子的平均速率与温度有关，温度越高，分子平均速率越大。在相等的时间里，每个分子对器壁碰撞次数多，并且每次的撞击力大，则气体压强大。
结论：
综合上述模拟实验，可分析推出结论，气体的压强是由于气体分子碰撞而产生，器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强。气体分子对器壁碰撞次数越频繁，每次碰撞的冲力越大，则压强越大。而单位时间里气体分子对器壁碰撞次数和每次碰撞时冲力的大小，跟气体密度和温度有关。即气体密度越大，温度越高，气体的压强就越大。
气体的压强与体积的关系的实验设计
实验目的
探索气体的压强与体积的关系。
方法一
实验器材50ml玻璃注射器一只，彩色橡皮膜一块(或小气球)。
实验步骤：
①用橡皮膜做成直径约2cm的小气球，扎紧口后放入注射器中。
②把活塞压到注射器中部后，用手指堵住前端小孔。
③继续压活塞，观察小气球的体积变化情况(体积变小，压强增大)。
④向后拉活塞，观察小气球的体积变化情况(体积变大，压强减小)。
结论温度不变时，一定质量的气体，体积越小，压强越大；体积越大，压强越小。
优点制作简单，现象明显，直观性强。
方法二
实验器材
50ml注射器一只，细橡皮管20cm(或医用一次性输液器)，U形管压强计。
实验步骤
①按图装配好器材。
②把活塞推至注射器中部后，用细橡皮管将注射器前端和U形管压强计连接，并检查气密性。
③向前推动活塞，压缩空气，可以观察到U形管左端液面下降，说明压强增大。
④向后拉活塞，空气体积增大，可观察到U形管右端液面下降，说明压强减小。
结论同方法一。
优点便于很多学生同时观察，现象明显。
方法三
实验器材
大试管(长20cm、内径25cm)一只，橡皮塞，金属杆(带两个垫片和螺母)，玻璃导管，彩色橡皮膜(小气球)，细橡皮管。
自制玻意耳定律实验仪
为了精确地验证玻意耳定律，并且投资少，取材容易，山东济宁师范学校李明灿老师制作了如下构造的仪器，取名为玻意耳定律实验仪。
该仪器分为三部分。
压强的产生和传递部分
(1)用喝完的健力宝等铝制易拉罐，剪取其下半部，在上缘相隔120°圆心角打三孔，穿入细线，制成高约30毫米的砝码盒。
(2)在15×100×470毫米3，木板的左上角，有一皮下试验用蓝芯1ml注射器，注射器下垫以65×10×2毫米3的橡胶垫。用电工用铝扎头压住注射器，将其钉在木板上。将5×10×075毫米3的铁片两端剪成燕尾状，用玻璃胶或502胶，对称地粘贴在注射器活塞的后端面。
(3)在注射器正前方，木板的端面上，固定一定滑轮，滑轮的高度可调。
(4)用软细线系住砝码盒，跨过定滑轮，攀在注射器活塞后端铁片的燕尾槽内。
压强的传递和被研究气体部分
(1)剪取一次性使用的输液器，缓冲囊部分，使两端带200毫米的塑料管，最好选用有排气阀的缓冲囊，以利调节注射器。
(2)取内径2毫米，外径3毫米，长400毫米毛细玻璃管，用电工用铝扎头扎住毛细玻璃管，钉在木板边缘内侧。
(3)将输液器塑料管一端与毛细玻璃管无泄漏连接。
(4)注射器内吸入占注射器长2/3的机油；输液器塑料管内吸入清水致毛细玻璃管内50毫米。将输液器塑料管再与注射器无泄漏连接。
(5)毛细玻璃管另一端用酒精灯烧闭，这样，毛细玻璃管内就封闭有一定质量的气体。
底座及刻度尺
以上述及木板即为底座。底座上，注射器后钉一小木块，以防活塞脱出，用复印机1∶1复印直尺于纸上，裁下贴于毛细管一旁或下面，用以读出气柱的长度。
实验原理为：
(1)毛细管的气体为空气和水的饱和气的混合气体，当气体被压缩时，由于压强不太大，气体的质量改变甚微，即为“一定质量的气体。”
(2)毛细管壁很薄，实验过程较慢，管内气体被压缩时，气体的温度恒为室温，即“温度保持不变”。
(3)由帕斯卡定律知：毛细管内被研究气体的压强，等于输液器内水的压强，也等于注射器内机油的加压。该压强等于大气压强P0加上由于砝码盒重量m′g及其内砝码重量mg的作用，而在注射器活塞的内端面产生的压强为(m′g+mg)/S，S为注射器内端面的面积。由于砝码盒的重量很小，其对应产生的压强基本上与摩擦力的影响相抵消，故被研究空气体的压强为P=P0+mg/S，这样改变砝码的质量m，即可改变被研究气体的压强。
(4)设毛细管的横截面积为S0，其内被研究气体的体积即为lS0，气柱的长度l由纸尺读出。
实验步骤如下：
由气压计测出大气压强P0，用游标卡尺测出活塞的直径算出其横截面积S0，将仪器平放在桌子的一端，使滑轮伸出，调节使线水平。改变一次砝码的质量后，用手轻旋活塞，不可推拉活塞，待气柱长度不再改变，读出该长度l，填入表内算出有关量值，总结得出结论。
该表内任意填入一位同学的实测数据和结论，从表中数据可见，该仪器的实验误差很小，约为036%，学生得出结论是很自然的。
实验条件：气体质量M、温度T保持不变气体状态序号数据项目123P=P0+mg/S(N/cm2)不加砝码加50克砝码加100克砝码99411631332l(cm)349300260PV=PlS034731S034890S034532S0结论(公式表示)P1V1=P2V2=P3V3=…=PnVn查理定律演示实验的改进
高中物理第一册气体性质一章中，教材里为了演示查理定律，实验的时候是“把烧瓶放进盛有冰水混合物的容器里，经过一段时间，瓶里气体的温度跟冰水混合物的温度一样，等于0℃”。
北京平谷县三中崔国源老师认为这个实验这样做有不足之处。
①本实验适用范围窄。对三年制高中来说，讲热学部分大约都在九月份，此时天气炎热，对于偏远山区和大部分农村中学，学校实验室多数无低温冰箱，找冰很困难，有人用冰棍代替冰块，但冰棍熔化很快，这样演示几次，费用也大大提高了。
②由于天气热，要使瓶内气体达到0℃，需较多冰块和较长时间，这对有限的课上45分钟来说，耽误时间太多。
③即使烧瓶外的水真达到0℃，但因与烧瓶连接的橡皮管是处在空气中的，对实验精度有一定影响。所以用这种方法做出来的实验结果，误差也比较大。
根据这种情况，崔国源老师对此实验做了如下改进。
由于当时天气一般三十几度，故不取冰水混合时的温度、压强，而是仍用原来装置，先测出一定质量气体在室温下的温度、压强，再在盛水的容器内倒入70多度的热水，以后每降低10℃记录一次温度和压强，记下4至5组数据，根据数据，让学生验证下式关系：
p1p2=27315+t127315+t2。
最后，推出t=0℃时的式子ptp0=27315+t127315，pt=p0(1+t27315)。
改进后有以下几点好处：
①可行性大，很容易办到。冰块有的地方不容易得到，凉水和热水对所有的学校来说是比较方便的。
②可信度大。由于是在平常情况下做出来的，实验条件不特殊，得出结论学生更可信。
③实验时间短，用这种方法实验，最快有5分钟就可完成。
④精度高，可靠性强。我几次实验的结果，误差会小于03%。只要严格密闭气体，记录正确，每次都可以保证成功。
注意：热水的温度不要高出室温太多，一般以70℃左右为宜，否则温度变化很快，观察水银柱高度差误差较大。
气体等容变化演示实验的改进
高中物理中“等容变化”一节，利用相同的实验装置来研究气体的等容变化规律。由于此实验需冰水混合物，许多学校(尤其是农村中学)不能自制，致使实验不能完整进行。四川渠县有庆中学孙健老师做了如下的改进，效果较好。
【装置】与教材相同。用U形水银压强计与烧瓶上的玻璃管相连，这时烧瓶中被封入一定质量的气体。
【操作】
a把烧瓶置于盛有热水的容器中，待瓶中气体与热水有相同温度(以U形管两边水银面稳定为准)后，记下水温t1〔注〕。同时调节压强计的可动管A，使两管水银面一样高，用颜色纸条记下B管水银面所在位置K(如图6)，此时，瓶中气体的压强设为：P1=P0(大气压)。
b把烧瓶再浸入盛冷水的容器(或空气)中，待瓶中气体与冷水同温后，记下水温t2。
同时调节压强计的A管，使B管水银面又回到原位置K处(如图7)此时，瓶中气体的压强设为：
P2=P0－P01c把烧瓶再改浸在(近于沸腾)的热水中，待气体与热水有相同的温度后，记下水温t3。同样调节压强计的A管，使B管中水银面仍回到原位置K处(如图8)。此时，瓶中气体的压强设为：P3=P0±P01【分析总结】：由上可知，气体在温度t2<t1<t3时对应的压强有P2<P1<P3，故在气体容积保持不变时，气体压强随温度降低而减小，随温度升高而增大。
【注】：图6中容器所盛热水，温度最好调在冷水和沸水温度的中间值附近，否则，此热水温度过高或过低都将引起图7和图8实验中气体压强变化的不明显，致使不便比较和分析。
【注意】：要防止所有接口处漏气，为此可用凡士林或火漆封口。
气态方程的实验
