高中物理 模塊要點回眸 第13點 氣體變質(zhì)量問題的處理方法素材 新人教版選修3-3

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1、第13點　氣體變質(zhì)量問題的處理方法 分析變質(zhì)量問題時，可以通過巧妙選擇合適的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題，用理想氣體狀態(tài)方程求解． 1．打氣問題 向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質(zhì)量的問題．只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可以把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題． 2．抽氣問題 從容器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小，這屬于變質(zhì)量問題．分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可看做是膨脹的過程． 3．灌氣問題 將一個大容器中的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的

2、變質(zhì)量問題．分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看做是一個整體來作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題． 4．漏氣問題 容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，不能用理想氣體狀態(tài)方程求解．如果選容器內(nèi)剩余氣體與漏出的氣體為研究對象，便可使問題變成定質(zhì)量的氣體狀態(tài)變化的問題，可用理想氣體狀態(tài)方程求解． 對點例題　貯氣筒內(nèi)壓縮氣體的溫度為27 ℃，壓強是20 atm，從筒內(nèi)放出一半質(zhì)量的氣體后，并使筒內(nèi)剩余氣體的溫度降低為12 ℃，求剩余氣體的壓強為多大？ 解題指導(dǎo)　以筒內(nèi)剩余氣體為研究對象，它原來占有整個筒容積的一半，后來充滿整個筒，設(shè)筒的容積

3、為V，則 初態(tài)：p1＝20 atm，V1＝V，T1＝(273＋27) K＝300 K 末態(tài)：p2＝？，V2＝V，T2＝(273＋12) K＝285 K 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：＝ 得：p2＝＝ atm＝9.5 atm. 答案　9.5 atm 技巧點撥　選擇剩余氣體為研究對象，把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題． 1．一只輪胎容積為V＝10 L，已裝有p1＝1 atm的空氣．現(xiàn)用打氣筒給它打氣，已知打氣筒的容積為V0＝1 L，要使 胎內(nèi)氣體壓強達到p2＝2.5 atm，應(yīng)至少打氣(設(shè)打氣過程中輪胎容積及氣體溫度保持不變，大氣壓強p0＝1 atm)(　　) A．8次 B．10次

4、C．12次 D．15次 答案　D 解析　本題中，胎內(nèi)氣體質(zhì)量發(fā)生變化，選打入的和原來的氣體組成的整體為研究對象．設(shè)打氣次數(shù)為n，則V1＝nV0＋V，由玻意耳定律得，p1V1＝p2V，解得n＝15次，故選D. 2．一只兩用活塞氣筒的原理如圖1所示(打氣時如圖甲所示，抽氣時如圖乙所示)，其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，容器內(nèi)的空氣壓強為p0，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強分別為(大氣壓強為p0)(　　) 圖1 A．np0，p0 B.p0，p0 C．(1＋)np0，(1＋)np0 D．(1＋)p0，()np0

5、 答案　D 解析　打氣時，活塞每推動一次，把體積為V0，壓強為p0的氣體推入容器內(nèi)，若活塞工作n次，就是把壓強為p0，體積為nV0的氣體壓入容器內(nèi)，容器內(nèi)原來有壓強為p0，體積為V的氣體，根據(jù)玻意耳定律得： p0(V＋nV0)＝p′V. 所以p′＝p0＝(1＋n)p0. 抽氣時，活塞每拉動一次，把容器中的氣體的體積從V膨脹為V＋V0，而容器的氣體壓強就要減小，活塞推動時，將抽氣筒中的V0氣體排出，而再次拉動活塞時，將容器中剩余的氣體從V又膨脹到V＋V0，容器內(nèi)的壓強繼續(xù)減小，根據(jù)玻意耳定律得： 第一次抽氣p0V＝p1(V＋V0)， p1＝p0. 活塞工作n次，則有：pn＝()np0.故正確答案為D.