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活塞中的气体：压强、体积、温度
压缩并加热由运动粒子组成的气体，看看为什么 PV = nRT 成立。
目标
检验波义耳定律和盖-吕萨克定律，并把它们与粒子运动联系起来。
仪器与试剂
带可移动活塞、内含理想气体的气缸；温度计和压力计。
步骤
- 在 T = 300 K、n = 1 mol 下，把 V 从 10 L 调到 5 L，记下压强。
- 回到 V = 10 L，把 T 从 300 K 升到 600 K。
- 在 T 和 V 不变时把气体的量加倍。
观察要点
- V 减半，P 加倍（2.49 → 4.99 bar）；T 加倍，P 加倍；n 加倍，P 也加倍。
- T 越高粒子运动越快（速率按 √T 增大），V 越小碰撞器壁越频繁。
讲解
压强来自粒子对器壁的无数次碰撞。体积越小，每秒碰撞越多，所以 、 不变时 。温度越高，粒子越快，碰撞更猛更频繁，所以 不变时 ；粒子越多碰撞越多，所以 。合起来就是 。显示的压强由该定律算出，粒子只起演示作用：与理想气体一样，它们之间不发生碰撞。
实验史话
1662 年，罗伯特·玻意耳在 J 形管中封闭空气，发现压强与体积反向变化——第一条定量气体定律。随后盖-吕萨克和查理证明气体受热时按绝对温度严格比例膨胀，阿伏伽德罗补上了缺失的变量：粒子数 。1834 年，克拉珀龙把这些结果合并为 ，正是本模拟中活塞所遵循的定律。
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虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。