初三化学实验(空气中氧气的体积)

问题描述:

初三化学实验(空气中氧气的体积)
初三化学在空气课题中有一个实验就是红磷燃烧把氧气消耗完,具体实验步骤这里不详细说了.我的问题就是:为什么集气瓶里空气中的氧气被消耗完了,瓶内压强会降低?(压强与质量有什么关系?)压强降低了为什么就可以把水吸到集气瓶中?(导管另一端的压力是水压吗?与大气压相等吗?)水面上升了1/5空气的体积后不再上升能说明氮气不溶于水吗,不是因为压强平衡了就不上升的吗?
另外能具体说说水被吸到集气瓶中的整个过程吗?究竟怎么能说明氮气不溶于水?是不是如果氮气溶于水,水面会继续上升?为什么?
1个回答 分类:物理 2014-12-16

问题解答:

我来补答
1.等你上高中你就知道气体压强(P),温度(T)和体积(V)是什么关系了,实际上,对于固定成分的气体来说,它的PV/T的值是一个定值,也就是说,在温度不变的情况下,体积增大,压强减小;体积减小,压强增大.
说到这里可能你还是不太理解,你现在可以把瓶子里的氮气看做研究对象,本来71%氮气占据着71%个瓶子的空间,反应后,氧气消失了,氮气必须占据100%的瓶子空间(至于为什么氮气自己会扩散到本来氧气的空间,是热力学第二定律决定的,你上大学就知道了);这样,氮气的体积比反应前增大了,所以瓶子里压强减少了.
2.这个是一个连通器原理.最简单的连通器就是一个水管,弄成U型,里面装上水,你会发现,只要两边的液面都与大气相通,那么不管你怎么上下移动两边的管子,液面肯定是一样高的.但是如果其中一边的液面所接触的那个大气的气压不一样了,另一端的高一点的大气就会“欺负”它,就向那边的低压大气挤压过去,这样就把水吸过去了(另一端的压力就是你所觉察不到的大气压力).
3.上升了1/5不再上升,是因为两边的压力平衡了,那边的氮气已经被压缩到了反应前它所占的瓶子体积(71%),那么只要氮气一直还在那里,那边的空气就没办法再压它了.但是假设氮气不断地溶于水的话,自己在减少,那也不能怪别人了,另一端的空气会一直压过去.
弄清楚连通器的原理是你解决这个困惑的关键.可以自己去翻翻,查查”连通器“的知识.等你会对连通器两端进行受力分析,你就明白你所有的问题了!
(其实反应后页面不再上升的时候,瓶内氮气的压强并不等于大气压强而是比大气压稍小!还要加上1/5瓶水的压力才和外界大气压相等!再琢磨下?)
 
 
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