氣體定律的變質(zhì)量計(jì)算題第三輪PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 氣體定律的變質(zhì)量計(jì)算題第三輪氣體定律的變質(zhì)量計(jì)算題第三輪 (2016全國(guó)丙卷)一一 U 形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端 封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱 長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相 等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。 已知玻璃管的橫截面積處處相同已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)；在活塞向

2、下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi) 有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng) p075.0 cmHg。環(huán)境溫度不變。環(huán)境溫度不變。 類型類型1 1：玻璃管水銀柱模型：玻璃管水銀柱模型 答案：答案：144cmHg;9.42cm 第1頁(yè)/共17頁(yè) 解析解析 設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為 p1，長(zhǎng)度為 l1；左管中空氣柱的壓 強(qiáng)為 p2p0，長(zhǎng)度為 l2?；钊幌峦?h 后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為 p1，長(zhǎng)度為 l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為 p2，長(zhǎng)度為 l2。以 cmHg 為壓強(qiáng)單位。由題給條 件得 p1p0(20.05.00)cmHg l1 20.020.05.00 2 cm 由玻意耳定律得 p1l1p1

3、l1 聯(lián)立式和題給條件得 p1144 cmHg 依題意 p2p1 l24.00 cm20.05.00 2 cmh 由玻意耳定律得 p2l2p2l2 聯(lián)立式和題給條件得 h9.42 cm。 答案答案 144 cmHg 9.42 cm 第2頁(yè)/共17頁(yè) (2016海南高考)如圖，密閉氣缸兩側(cè)與一如圖，密閉氣缸兩側(cè)與一 U 形管的兩端相連，形管的兩端相連， 氣缸壁導(dǎo)熱；氣缸壁導(dǎo)熱；U 形管內(nèi)盛有密度為形管內(nèi)盛有密度為 7.5102 kg/m3的液體。一活的液體。一活 塞將氣缸分成左、右兩個(gè)氣室，開(kāi)始時(shí)，左氣室的體積是右氣室的塞將氣缸分成左、右兩個(gè)氣室，開(kāi)始時(shí)，左氣室的體積是右氣室的 體積的一半，氣體

4、的壓強(qiáng)均為體積的一半，氣體的壓強(qiáng)均為 p04.5103 Pa。外界溫度保持不變。外界溫度保持不變。 緩慢向右拉活塞使緩慢向右拉活塞使 U 形管兩側(cè)液面的高度差形管兩側(cè)液面的高度差 h40 cm，求此時(shí)左、，求此時(shí)左、 右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小g10 m/s2，U 形管中氣形管中氣 體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì)。體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì)。 類型類型2 2：活塞氣缸類模型：活塞氣缸類模型 答案：答案：1:1 第3頁(yè)/共17頁(yè) 解析：解析：設(shè)初始狀態(tài)時(shí)氣缸左氣室的體積為 V01，右氣室的體積為 V02；當(dāng)活塞至氣 缸中某位置時(shí)，左、右氣室的

5、壓強(qiáng)分別為 p1、p2，體積分別為 V1、V2，由玻意耳定律 得 p0V01p1V1 p0V02p2V2 依題意有 V01V02V1V2 由力的平衡條件有 p2p1gh 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 2V123V01V19V0120 由此解得 V13 2V01(另一解不合題意，舍去) 由式和題給條件得 V1V211。 答案：答案：11 第4頁(yè)/共17頁(yè) (2016全國(guó)乙卷)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水 的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差 p 與氣泡半徑與氣泡半徑 r 之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為 p p2 2 r r ，其中，其中 0.070 N/m。

6、現(xiàn)讓水下?，F(xiàn)讓水下 10 m 處一半徑為處一半徑為 0.50 cm 的氣泡緩慢的氣泡緩慢 上升。已知大氣壓強(qiáng)上升。已知大氣壓強(qiáng) p01.0105 Pa，水的密度，水的密度 1.0103 kg/m3，重力加速度大小，重力加速度大小 g10 m/s2。 (1)求在水下求在水下 10 m 處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差；處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差； (2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)， 求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值。求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值。 類型類型3 3：未學(xué)知識(shí)告知信息類模型：未學(xué)知識(shí)告知信息類模型 全國(guó)卷在前面每年都會(huì)有信

7、息類試題，其實(shí)就是把普通物理的一些概念進(jìn)行模型化后放到高考里或者全國(guó)卷在前面每年都會(huì)有信息類試題，其實(shí)就是把普通物理的一些概念進(jìn)行模型化后放到高考里或者自主自主招生里進(jìn)行考試，比如招生里進(jìn)行考試，比如20132013年的導(dǎo)體棒串聯(lián)電容切割模型就是競(jìng)賽原題。熱敏電阻的計(jì)算、地球內(nèi)部年的導(dǎo)體棒串聯(lián)電容切割模型就是競(jìng)賽原題。熱敏電阻的計(jì)算、地球內(nèi)部引力引力問(wèn)題、拖把問(wèn)題、拖把摩擦角摩擦角自鎖、選修自鎖、選修20142014年振動(dòng)函數(shù)等。熱學(xué)這塊可以考的也很多，比如我看好的有：熱力學(xué)第一定律告訴你年振動(dòng)函數(shù)等。熱學(xué)這塊可以考的也很多，比如我看好的有：熱力學(xué)第一定律告訴你內(nèi)能計(jì)算公式內(nèi)能計(jì)算公式就可以設(shè)

8、計(jì)很多有關(guān)狀態(tài)方程加熱力學(xué)第一定律綜合的習(xí)題、又比如就可以設(shè)計(jì)很多有關(guān)狀態(tài)方程加熱力學(xué)第一定律綜合的習(xí)題、又比如黑體輻射黑體輻射、道爾頓分壓道爾頓分壓定律、固體的定律、固體的熱脹系數(shù)熱脹系數(shù)、表面張力表面張力內(nèi)壓。內(nèi)壓。 3 28;2Pa 第5頁(yè)/共17頁(yè) 解析解析 (1)當(dāng)氣泡在水下 h10 m處時(shí)，設(shè)其半徑為 r1，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為 p1，則 p12 r1 代入題給數(shù)據(jù)得 p128 Pa。 (2)設(shè)氣泡在水下 10 m 處時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為 p1，氣泡體積為 V1；氣泡到達(dá)水面附近 時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為 p2，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為 p2，其體積為 V2，半徑為 r2。 氣泡上升過(guò)程中溫度

9、不變，根據(jù)玻意耳定律有p1V1p2V2 由力學(xué)平衡條件有 p1p0ghp1 p2p0p2 氣泡體積 V1和 V2分別為 V14 3r1 3 V 24 3r2 3 聯(lián)立式得 r1 r2 3 p0p2 ghp0p1 由式知，pip0，i1,2，故可略去式中的 pi項(xiàng)。 代入題給數(shù)據(jù)得r2 r1 3 21.3。 答案答案 (1)28 Pa (2)32或或 1.3 第6頁(yè)/共17頁(yè) (2016全國(guó)甲卷)一氧氣瓶的容積為一氧氣瓶的容積為 0.08 m3，開(kāi)始時(shí)瓶中，開(kāi)始時(shí)瓶中 氧氣的壓強(qiáng)為氧氣的壓強(qiáng)為 20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗每天消耗 1個(gè)大氣壓的個(gè)大氣壓的 氧氣氧氣 0.36

10、m0.36 m 3 3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到 。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到 2 個(gè)大氣壓時(shí)，需個(gè)大氣壓時(shí)，需 重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前 可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天?？晒┰搶?shí)驗(yàn)室使用多少天。 類型類型4 4：變質(zhì)量理想氣體問(wèn)題：變質(zhì)量理想氣體問(wèn)題 答案：答案：4天天 第7頁(yè)/共17頁(yè) 解析：解析：設(shè)氧氣開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)為 p1，體積為 V1，壓強(qiáng)變?yōu)?p2(2 個(gè)大氣壓)時(shí)，體 積為 V2。根據(jù)玻意耳定律得 p1V1p2V2 重新充氣前，用去的氧氣在 p2壓強(qiáng)下的體積為 V3V2V1 設(shè)用去的氧氣在 p0(1 個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下

11、的體積為 V0，則有 p2V3p0V0 設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在 p0壓強(qiáng)下的體積為 V，則氧氣可用的天數(shù)為 N V0 V 聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得 N4(天) 答案：答案：4 天天 第8頁(yè)/共17頁(yè) (2017惠州 4 月模擬)如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其 藥液桶的總?cè)莘e為藥液桶的總?cè)莘e為 14 L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣 體積為體積為 2 L，氣壓為，氣壓為 1 atm。打氣筒活塞。打氣筒活塞每次可以打進(jìn)氣壓每次可以打進(jìn)氣壓為為 1 atm、體積為、體積為 0.2L 的空氣。不考慮環(huán)境溫度的變化。的空氣。不

12、考慮環(huán)境溫度的變化。要使藥要使藥 液上方的氣體壓強(qiáng)增大到液上方的氣體壓強(qiáng)增大到 5 atm，應(yīng)打氣多少次？，應(yīng)打氣多少次？如果藥液上如果藥液上 方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到 5 atm 時(shí)停止時(shí)停止打氣打氣，并開(kāi)始向外噴藥，那么，并開(kāi)始向外噴藥，那么 當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)剩下的藥液還有多少升？當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)剩下的藥液還有多少升？ 答案：答案：40；4L 第9頁(yè)/共17頁(yè) 解：解：環(huán)境溫度不變，封閉在藥液上方的氣體做等溫變化，設(shè)打環(huán)境溫度不變，封閉在藥液上方的氣體做等溫變化，設(shè)打 氣氣 n 次，對(duì)封閉在藥液上方的空氣和打入的空氣次，對(duì)封閉在藥液上方的空氣和打入的空氣

13、 初態(tài)： 初態(tài)： 1 分分 末態(tài)：末態(tài)： 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得： 2 分分 解得：解得：n=40 當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為 P3=1atm 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得： 解得：解得： 剩下的藥液體積剩下的藥液體積 V=14L-10L=4L 第10頁(yè)/共17頁(yè) （20172017 年廣州市第一次模擬考試年廣州市第一次模擬考試）如圖，孔明燈的質(zhì)量如圖，孔明燈的質(zhì)量kg20.m 、體積恒為、體積恒為 3 m1V，空氣初溫，空氣初溫C27 0 t，大氣壓強(qiáng)，大氣壓強(qiáng)Pa100131 5 0 .p，該條件下空氣密度，該條件下空氣密

14、度 3 0 kg/m21.。重力加速度。重力加速度 2 m/s10g。對(duì)燈。對(duì)燈內(nèi)氣體緩慢加熱內(nèi)氣體緩慢加熱，直到燈剛能浮起時(shí)，直到燈剛能浮起時(shí)， 求：求： （1 1）燈內(nèi)氣體密度）燈內(nèi)氣體密度 （2 2）燈內(nèi)氣體溫度）燈內(nèi)氣體溫度t 解：解：（i）設(shè)加熱至設(shè)加熱至熱力學(xué)熱力學(xué)溫度溫度 T，燈燈內(nèi)氣體密度為內(nèi)氣體密度為 ，孔明燈孔明燈剛能浮起，有：剛能浮起，有： VgmgVg 0 解得：解得： 3 m/kg0 . 1 （ii）孔明孔明燈燈底部開(kāi)口，說(shuō)明底部開(kāi)口，說(shuō)明燈燈內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變。以內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變。以C27 0 t（熱力學(xué)溫度為（熱力學(xué)溫度為 T0）時(shí)）時(shí)燈燈內(nèi)氣體為研內(nèi)氣體為研 究對(duì)究對(duì)

15、象（象（初始體積初始體積 V0=V），設(shè)加熱后體積膨脹至），設(shè)加熱后體積膨脹至 V，有：有： T V T V 0 0 又因?yàn)橛忠驗(yàn)闊魺魞?nèi)內(nèi)原有原有氣體氣體總總質(zhì)量不變，則：質(zhì)量不變，則：VV 00 聯(lián)立聯(lián)立代入代入tT 273及數(shù)據(jù)，得：及數(shù)據(jù)，得：C87K360 tT即 第11頁(yè)/共17頁(yè) 【思考思考】?jī)蓚€(gè)充有空氣的容器兩個(gè)充有空氣的容器A、 B,用裝有活用裝有活 塞栓的細(xì)管相連通塞栓的細(xì)管相連通 ,容器容器 A 浸在溫度浸在溫度為為 T1 的恒的恒 溫溫箱中箱中 ,而容器而容器 B 浸浸在在 T2的恒溫箱的恒溫箱中中,彼此由彼此由 活塞栓隔開(kāi)活塞栓隔開(kāi).容器容器A的容積為的容積為 V1,氣

16、體壓強(qiáng)為氣體壓強(qiáng)為 p1; 容器容器 B 的容積為的容積為 V2,氣體壓強(qiáng)為氣體壓強(qiáng)為 p2 求活塞栓打開(kāi)后求活塞栓打開(kāi)后,氣體的氣體的穩(wěn)定穩(wěn)定 壓強(qiáng)是多少壓強(qiáng)是多少? 1 1 1222 1 222 pVTPV T p VTV T 密度之比？密度之比？ 第12頁(yè)/共17頁(yè) （1 1）研究對(duì)象：研究對(duì)象： （2 2）初末狀態(tài)）初末狀態(tài) （3 3）變化過(guò)程）變化過(guò)程 分類分類1.1.打氣充氣問(wèn)題打氣充氣問(wèn)題 小結(jié)：解決多次充氣的技巧:可將多次充入的氣體改為一次充入。 答案：答案：4L 第13頁(yè)/共17頁(yè) 分類分類2.2.抽氣問(wèn)題抽氣問(wèn)題 例題例題2：用真空泵抽出某容器中的空氣用真空泵抽出某容器中的

17、空氣 , ,若容若容 器的容積為器的容積為V V0 0 , ,真空泵真空泵一次一次抽出空氣的體積為抽出空氣的體積為 V V. .設(shè)抽氣時(shí)氣體設(shè)抽氣時(shí)氣體溫度不變溫度不變 , ,容器內(nèi)原來(lái)空氣容器內(nèi)原來(lái)空氣 的壓強(qiáng)為的壓強(qiáng)為p p0 0 , ,求求: : 抽氣抽氣N N次次后容器中氣體的壓強(qiáng)后容器中氣體的壓強(qiáng) 是多少是多少? （1 1）研究對(duì)象研究對(duì)象 （2 2）初末狀態(tài)）初末狀態(tài) （3 3）變化過(guò)程）變化過(guò)程 小結(jié)：只能一次次地改變研究對(duì)象列通式，而不能將多次抽出的氣體改為一次抽出。 0 0 0 n V pP VV 第14頁(yè)/共17頁(yè) 分類分類3.3.氣體分裝問(wèn)題氣體分裝問(wèn)題 例題例題3 3：

18、某容積為某容積為 20 L20 L的氧氣瓶裝有的氧氣瓶裝有 30atm30atm的氧氣的氧氣 , ,現(xiàn)把此氧氣現(xiàn)把此氧氣分裝分裝到容積為到容積為 5 L5 L的小鋼瓶中的小鋼瓶中, ,使使每個(gè)每個(gè)小小 鋼瓶中氧氣壓強(qiáng)為鋼瓶中氧氣壓強(qiáng)為 4 atm4 atm, ,如每個(gè)小鋼瓶中原有氧氣壓如每個(gè)小鋼瓶中原有氧氣壓 強(qiáng)強(qiáng)為為 1 atm1 atm. .問(wèn)最多能分裝多少瓶問(wèn)最多能分裝多少瓶? (? (設(shè)分裝過(guò)程設(shè)分裝過(guò)程無(wú)漏無(wú)漏 氣氣 , ,且且溫度不變溫度不變 ) ) （1 1）研究對(duì)象研究對(duì)象 （2 2）初末狀態(tài)）初末狀態(tài) （3 3）變化過(guò)程）變化過(guò)程 小結(jié)：大瓶分裝小瓶:大瓶?jī)?nèi)氣體不可能全部出來(lái)，與打氣筒不同。 答案：答案：2