氣體等溫變化練習(xí)

1、玻意耳定律練習(xí)玻意耳定律練習(xí)1 1容器靜止時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)容器靜止時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)(1)(1)求由液體封閉的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)選擇最低液面列壓求由液體封閉的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)選擇最低液面列壓強(qiáng)平衡方程。強(qiáng)平衡方程。(2)(2)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)時(shí)，在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)時(shí)，應(yīng)特別注意液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)應(yīng)特別注意液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)ghgh中的中的h h是表示豎直高度是表示豎直高度( (不不是傾斜長(zhǎng)度是傾斜長(zhǎng)度) )。(3)(3)連通器原理：在連通器中同一液體連通器原理：在連通器中同一液體( (中間液體不間中間液體不間斷斷) )的同一水平液面上壓強(qiáng)是相等的。的同一水平液面上壓強(qiáng)

2、是相等的。 (4)求由固體封閉求由固體封閉(如氣缸或活塞封閉如氣缸或活塞封閉)氣體的壓強(qiáng)，應(yīng)氣體的壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)此固體對(duì)此固體(氣缸或活塞氣缸或活塞)進(jìn)行受力分析，列合力平衡方程。進(jìn)行受力分析，列合力平衡方程。 2容器加速時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)容器加速時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)牛頓第二恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)牛頓第二定律列式求封閉氣體的壓強(qiáng)，把求解壓強(qiáng)問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)定律列式求封閉氣體的壓強(qiáng)，把求解壓強(qiáng)問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題求解問題求解。氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法例例2 一根兩端開口、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，一根兩端開口、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，長(zhǎng)長(zhǎng)l=

3、30cm，豎直插入水銀槽中深，豎直插入水銀槽中深h0=10cm處，處，用手指按住上端，輕輕提出水銀槽，并緩用手指按住上端，輕輕提出水銀槽，并緩緩倒轉(zhuǎn)，則此時(shí)管內(nèi)封閉空氣柱多長(zhǎng)？緩倒轉(zhuǎn)，則此時(shí)管內(nèi)封閉空氣柱多長(zhǎng)？（已知大氣壓（已知大氣壓p0=75cmHg） 解答解答 根據(jù)上面的分析，畫出示意圖根據(jù)上面的分析，畫出示意圖(圖圖8-13)氣體所經(jīng)氣體所經(jīng)歷的三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量如下表所示：歷的三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量如下表所示： 由于整個(gè)過程中氣體的溫度由于整個(gè)過程中氣體的溫度不變，由玻意耳定律不變，由玻意耳定律p1V1=p2V2=p3V3，即即7520S=(75-h)(30-h)S=(75+h)l3S由前

4、兩式得由前兩式得h2-105h+750=0取合理解取合理解 h=7.7cm，代入得，代入得 (單選單選)如圖所示，一個(gè)厚度可以不計(jì)、質(zhì)量為如圖所示，一個(gè)厚度可以不計(jì)、質(zhì)量為M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的質(zhì)量為的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的質(zhì)量為m，面，面積為積為S，內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體活塞不漏氣，摩擦，內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體活塞不漏氣，摩擦不計(jì)，外界大氣壓強(qiáng)為不計(jì)，外界大氣壓強(qiáng)為p0，若在活塞上加一水平向左，若在活塞上加一水平向左的恒力的恒力F(不考慮氣體溫度的變化不考慮氣體溫度的變化)，當(dāng)汽缸和活塞以共，當(dāng)汽缸和活塞以共同加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)氣體初末狀態(tài)的長(zhǎng)度之比是同加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，

5、缸內(nèi)氣體初末狀態(tài)的長(zhǎng)度之比是()玻意耳定律的基本應(yīng)用玻意耳定律的基本應(yīng)用【答案答案】D(2011桂林高二檢測(cè)桂林高二檢測(cè))一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對(duì)于底部的高度為在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對(duì)于底部的高度為h，可沿氣，可沿氣缸無摩擦地滑動(dòng)。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面缸無摩擦地滑動(dòng)。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時(shí)，活塞下降了上。沙子倒完時(shí)，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強(qiáng)和溫盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求此次沙子

6、倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度始終保持不變，求此次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度。度。一定質(zhì)量的某實(shí)際氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪一定質(zhì)量的某實(shí)際氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個(gè)過程后會(huì)回到原來的溫度個(gè)過程后會(huì)回到原來的溫度( () )A A先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)體積不變而減小壓強(qiáng)B B先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)體積不變而減小壓強(qiáng)C C先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹變而使它的體積膨脹D先

7、保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹變而使它的體積膨脹P-V圖像的應(yīng)用圖像的應(yīng)用玻意耳定律只適用于氣體質(zhì)量一定的情況，但容器往玻意耳定律只適用于氣體質(zhì)量一定的情況，但容器往往會(huì)存在漏氣的問題，或存在給容器打氣的問題，我往會(huì)存在漏氣的問題，或存在給容器打氣的問題，我們必須合理選擇研究對(duì)象，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化成定質(zhì)們必須合理選擇研究對(duì)象，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化成定質(zhì)量問題量問題1關(guān)于充氣問題關(guān)于充氣問題向容器里充氣的過程中，容器里的氣體質(zhì)量不斷增大，向容器里充氣的過程中，容器里的氣體質(zhì)量不斷增大，質(zhì)量在變化分析時(shí)，將每次充氣過程中充入的氣體質(zhì)量在

8、變化分析時(shí)，將每次充氣過程中充入的氣體和充入后的全部氣體作為研究對(duì)象，質(zhì)量不變，故和充入后的全部氣體作為研究對(duì)象，質(zhì)量不變，故充充氣過程氣過程可看做是氣體的可看做是氣體的等溫壓縮過程等溫壓縮過程用玻意耳定律求解用玻意耳定律求解“變質(zhì)量變質(zhì)量”問題問題2關(guān)于抽氣問題關(guān)于抽氣問題從容器內(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)量的問題分析時(shí)，將每次抽減小，這屬于變質(zhì)量的問題分析時(shí)，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象，氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象，質(zhì)量不變，故質(zhì)量不變，故抽氣過程抽氣過程可看做是可看做是等溫膨脹過程等溫膨脹

9、過程3關(guān)于灌氣問題關(guān)于灌氣問題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器的問題，將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器的問題，也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問題分析這類問題時(shí)，也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問題分析這類問題時(shí)，可以把可以把大容器大容器的氣體和多個(gè)的氣體和多個(gè)小容器小容器中的氣體看做中的氣體看做整體作為研究對(duì)象整體作為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量的問題轉(zhuǎn)化為定，可將變質(zhì)量的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題質(zhì)量問題一潛水艇位于水面下一潛水艇位于水面下h200 m處，艇上有一容積處，艇上有一容積V02 m3的貯氣鋼筒，筒內(nèi)貯有壓縮空氣，貯氣鋼筒與的貯氣鋼筒，筒內(nèi)貯有壓縮空氣，貯氣鋼筒與艇內(nèi)水箱有閥門相通，水箱有排水孔和海水相連，當(dāng)

10、打艇內(nèi)水箱有閥門相通，水箱有排水孔和海水相連，當(dāng)打開閥門，將筒內(nèi)一部分空氣壓入水箱后，立即關(guān)閉閥門，開閥門，將筒內(nèi)一部分空氣壓入水箱后，立即關(guān)閉閥門，這時(shí)水箱中排出的海水這時(shí)水箱中排出的海水V10 m3，而筒內(nèi)剩余氣體的壓，而筒內(nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)是強(qiáng)是p295 atm，設(shè)在排水的過程中溫度保持不變，海，設(shè)在排水的過程中溫度保持不變，海面上大氣壓強(qiáng)為面上大氣壓強(qiáng)為p01 atm，海水的密度為，海水的密度為1103 kg/m3，求貯氣筒內(nèi)壓縮空氣原來的壓強(qiáng)求貯氣筒內(nèi)壓縮空氣原來的壓強(qiáng)p1.【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】由于貯氣筒中放出一部分氣體，由于貯氣筒中放出一部分氣體，因此對(duì)貯氣筒來說，這是一個(gè)因此對(duì)貯氣

11、筒來說，這是一個(gè)“變質(zhì)量變質(zhì)量”問問題可通過靈活選取研究對(duì)象，將題可通過靈活選取研究對(duì)象，將“變質(zhì)量變質(zhì)量”問問題轉(zhuǎn)化為題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量定質(zhì)量”問題問題思維流程：思維流程：由于氣體的溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有：由于氣體的溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有：p1V1p3V再取剩余的氣體為研究對(duì)象，這部分氣體原來的再取剩余的氣體為研究對(duì)象，這部分氣體原來的壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為p1，體積為，體積為V0V1(兩部分氣體在初態(tài)時(shí)的兩部分氣體在初態(tài)時(shí)的體積和等于貯氣筒的容積體積和等于貯氣筒的容積)，膨脹后的體積為，膨脹后的體積為V0，壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為p295 atm，根據(jù)玻意耳定律有：，根據(jù)玻意耳定律有：p1(V0V1)p2

12、V0由由兩式解得兩式解得p1200 atm.法二：與法一類似，只是將過程的進(jìn)行方向倒過法二：與法一類似，只是將過程的進(jìn)行方向倒過來來設(shè)想將已排出鋼筒的氣體設(shè)想將已排出鋼筒的氣體(壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為21 atm、體積為、體積為10 m3)重新壓回到鋼筒中，壓強(qiáng)變?yōu)樽畛醯膲簭?qiáng)重新壓回到鋼筒中，壓強(qiáng)變?yōu)樽畛醯膲簭?qiáng)p1，這部分氣體在鋼筒中所占的體積為這部分氣體在鋼筒中所占的體積為V1，則根據(jù)玻，則根據(jù)玻意耳定律可得：意耳定律可得：2110p1V1再取原來剩在鋼筒中的氣體再取原來剩在鋼筒中的氣體(壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為95 atm、體積、體積為為2 m3)為研究對(duì)象，外面的氣體被重新壓回到鋼為研究對(duì)象，外面的氣體被重新壓回到鋼筒中以后，這部分氣體就要被壓縮，壓縮以后體筒中以后，這部分氣體就要被壓縮，壓縮以后體積變?yōu)榉e變?yōu)?V，壓強(qiáng)變?yōu)樽畛醯膲簭?qiáng)，壓強(qiáng)變?yōu)樽畛醯膲簭?qiáng)p1，根據(jù)玻意，根據(jù)玻意耳定律：耳定律：952p1(2V1)由由兩式解得兩式解得p1200 atm.法三：取整個(gè)鋼筒內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，從開始法三：取整個(gè)鋼筒內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，從開始狀態(tài)狀態(tài)(p1，V02 m3)膨脹到壓強(qiáng)膨脹到壓強(qiáng)p295 atm，此時(shí)，此時(shí)的體積變?yōu)榈捏w積變?yōu)閂1(一部分在筒內(nèi)，一部分在筒外一部分在筒內(nèi)，