气压袋实验——测量压力与重量的关系
实验原理
把手机放进一个密封的塑料袋(能承受一定压力而不漏气),然后在袋子上放重物。重物会压缩袋子里的空气,气压升高——手机里的气压计就能测到这个变化。
根据理想气体定律:PV = nRT,袋子里空气的物质的量 n 和温度 T 在短时间内近似不变。所以压力 P 和体积 V 成反比。重物压迫使体积减小,压力增大。
压力变化量 ΔP 与施加在袋子上的压强相关,而压强又等于重物重量除以接触面积——通过这个关系可以估算重物的重量。
操作步骤
- 准备装置:一个结实的密封塑料袋(比如自封袋),里面放手机
- 排出多余空气:密封前尽量把袋子里的空气挤出去——这样体积更小、压力变化更明显
- 放在硬质平面:袋子平放在桌面上
- 开始记录:打开"气压袋(Pressure in a bag)"实验,点开始
- 逐步加重:把重物(砝码、书本、饮料瓶等)一个个叠放在袋子上,每个重量停留 10-15 秒
- 停止并读取:phyphox 会显示每次加重时的气压阶跃

进阶:做压力-重量标定
如果有已知重量的砝码,可以做标定:记录每个已知重量对应的气压变化量,画出校准曲线。之后用这个曲线就能反推任意未知重物的重量。
这种方法的精度约在 5-10% 左右,不如电子秤,但原理展示非常清晰——是初中物理课上"压强"概念的绝佳演示。
注意事项
- 袋子要密封好:有漏气的话气压变化会被空气泄漏掩盖,曲线呈缓慢下降而非阶跃
- 重物要均匀摆放:集中压在袋子某一点会使局部漏气或刺破袋子
- 手机位置:手机的气压计有通气孔,要确保孔没有被袋子内壁堵住