热物理学
理想气体状态方程
根据状态方程检验压强对 T、n、V 的依赖，并读取 p–V 图上的等温线。 改变温度或气体量，测量压强和体积，并检验 。
⚠ 气缸内气体为模拟；不要自制密闭容器或在不耐压器具中加热气体。
器材
- 装有理想气体粒子的活塞气缸
- 温度 T、体积 V、物质的量 n 滑块及 p–V 图
实验步骤
检验状态变量
固定 n，用滑块增大 T，观察压强读数和当前等温线。恢复 T，再用体积滑块减小 V，观察 p 上升。最后固定 T、V 并增大 n，对比压强。将变化与 pV = nRT 对照；运动粒子和图表用于说明理想气体模型。 将显示的数据与下式比较： .
比较等温线
固定 n，尝试几个 T 值并观察 p–V 图上的曲线。提高 T 后比较相同 V 下的压强，检验 pV = nRT 随 T 增大。 将显示的数据与下式比较： .
改变体积和气体量
固定 T、n 并减小 V，观察 p 上升；再恢复 V 并增大 n 作比较。用 p = nRT/V 检验每种情形，并记录哪些变量保持不变。 将显示的数据与下式比较： .
模拟
实验历史
气体分子运动论用大量分子的运动解释宏观热学量。19世纪，鲁道夫·克劳修斯和詹姆斯·普雷斯科特·焦耳等物理学家发展了热、功与微观运动之间的联系，奠定了现代理想气体图景。若分子发生弹性碰撞且碰撞之间的相互作用可以忽略，压强便与分子向器壁传递的动量相关，而温度反映分子平动动能的平均值。
状态方程 pV = nRT 将压强 p、体积 V、物质的量 n 和绝对温度 T 联系为平衡关系。固定其他变量可见，p 随 T 或 n 增大而增大，随 V 增大而减小；在 p–V 图上，每个固定温度对应一条等温线。真实气体只在合适条件下近似理想气体，例如密度不高且分子间作用较弱时。动画粒子和图表用于展示趋势，并未呈现所有碰撞、分子大小或真实气体的各种偏差。逐次固定三个变量中的两个，再改变另一个并记录压强读数，可以分别检验方程中的各项关系。若改变温度或体积后偏离简单比例，应首先检查是否保持了其他状态量不变。具体读数以模拟设定为准。