物理科
活動(1): 氣體的特性 學生版
引言
氣體在溫度改變時會膨脹或收縮。若氣體固定在密封容器時(即氣體的體積固定下)，將造成「
壓強」的變化。在此活動中，你將探究氣體壓強會如何隨著溫度而變化。
(來源：維基百科／壓強)
物料與儀器
圖：(由左至右) 加壓氣體用的金屬罐、壓強計、熱水浴
時間分配
進行這個實作評量需要的時間，最多為50分鐘。建議你應該預留5-10分鐘來整理答案和工作 空間。
連接着壓強計的密封金屬罐
● 連接壓強計的密封金屬罐。
- 普通鋁罐會在不同溫度下改變形狀，因此不宜作為金屬罐。為加壓氣體而設較厚的 鋁罐為更佳選擇，在網上大多能以合理價錢購買。
- 壓強計讀數應至少準確至-0.1MPa至+0.06MPa (網上商店有發售售壓強計)。
- 需要額外螺絲把壓強計連接至金屬罐。
● 維修水管膠帶 (密封金屬瓶用)。密封金屬罐是活動中最關鍵的部分。
● 熱水(攝氏50至90度)、冰、乾冰 (非必要)、彈簧式溫度計
● 計算機、方格紙、直尺、鉛筆、白紙
● 膠帶、橡皮擦、膠水桶二個
● 放置乾冰的真空瓶 (非必要)
● 2個水浴 (放置攝氏50度的暖水、攝氏80度的熱水)
● 放大鏡、計時器
● 隔熱手套、膠袋
● 毛巾或紙巾
1. 小心處理熱水和乾冰 (如有)，切勿徒手觸摸盛載了熱水/乾冰的金屬罐。
2. 小心處理盛載了熱水/乾冰的器皿。
3. 進行實驗時請保持工作範圍整潔。
物料與儀器 (續)
安全措施
問題
如需要可使用任何提供的文具 壓強計讀數-實際壓強對照表
壓強計讀數 0 +0.01 +0.02 +0.03 +0.04 +0.05 實際壓強 (單位
為atm*) 1 atm 1.1 atm 1.2 atm 1.3 atm 1.4 atm 1.5 atm 壓強計讀數 0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 實際壓強 (單位
為atm*) 1 atm 0.9 atm 0.8 atm 0.7 atm 0.6 atm 0.5 atm
* atm是大氣壓的單位
1. 實驗前觀看壓強計的讀數。壓強計指針大致指向零。實際壓強是多少？
2. 壓強和溫度彼此有甚麼關係？
3. 設P1是金屬罐浸在溫度T1的壓強，而P2是金屬罐浸在溫度T2的壓強。
同學甲實驗後有以下結論：
「如果金屬罐浸在T1與T2之間的溫度的水中，金屬罐的最終壓強會在P1與P2之間」。
你同意此說法嗎？簡單解釋你的答案。
4. 同學乙認為在溫度足夠低的情況下實際壓強會降至零。你同意此說法嗎？試解釋你的原 因。
a. 同意
b. 不同意
5. 如何證明金屬罐沒有洩漏氣體？
6. 討論實驗過程誤差的來源。
7. 你對這個實驗有甚麼改善建議？
問題 (續)
8. 你能夠盡量舉出現實生活中利用壓強與溫度間關係的例子嗎？
問題 (續)
備註
所有草稿將收集作評核。
