高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)逐個(gè)突破專題89熱學(xué)中的變質(zhì)量問(wèn)題(原卷版+解析)

專題89熱學(xué)中的變質(zhì)量問(wèn)題求解變質(zhì)量氣體問(wèn)題常用的兩種方法1.通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象,使變質(zhì)量氣體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量氣體問(wèn)題,然后用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。1)充氣問(wèn)題:以容器內(nèi)的原有氣體和充進(jìn)容器內(nèi)的氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的總質(zhì)量不變，這樣也就將“變質(zhì)量”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。2)抽氣問(wèn)題:在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中，對(duì)每一次抽氣而言，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量發(fā)生變化，但如果把每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象,這些氣體的總質(zhì)量不變,故抽氣過(guò)程可以看成是等溫膨脹過(guò)程。3)氣體分裝問(wèn)題:也就是將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題，分析這類問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題。4)漏氣問(wèn)題:容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對(duì)象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題，進(jìn)而用理想氣體的狀態(tài)方程求解。2.利用理想氣體狀態(tài)方程的分態(tài)式．eq\f(pV,T)＝eq\f(p1V1,T1)＋eq\f(p2V2,T2)＋…＋eq\f(pnVn,Tn)，式中(p1、V1、T1)、(p2、V2、T2)、…、(pn、Vn、Tn)是氣體終態(tài)的n個(gè)部分的狀態(tài)參量．該方程根據(jù)質(zhì)量守恒和克拉珀龍方程可導(dǎo)出，當(dāng)理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，如伴隨有氣體的分裝、混合等各種情況，使用分態(tài)式會(huì)顯得特別方便．1．（2022·湖北·襄陽(yáng)五中模擬預(yù)測(cè)）桶裝純凈水及壓水裝置原理如圖所示。柱壓水蒸氣囊體積為V0，柱形水桶體積為70V0，高為35cm；水桶頸部的長(zhǎng)度為10cm。當(dāng)人用力向下壓氣囊時(shí)，氣囊中的空氣被壓入桶內(nèi)，桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，水通過(guò)細(xì)出水管流出。已知水桶所在處大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于10m水壓產(chǎn)生的壓強(qiáng)，當(dāng)桶內(nèi)的水還剩5cm高時(shí)，桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，忽略水桶頸部的體積。為能有水從出水管流出，至少需要把氣囊完全壓下的次數(shù)為（

）〔不考慮溫度的變化）。A．2次 B．3次 C．4次 D．5次2．（2022·吉林長(zhǎng)春·一模）2021年7月，神舟十二號(hào)航天員劉伯明、湯洪波身著我國(guó)自主研制的新一代“飛天”艙外航天服成功出艙。航天服在使用前要在地面實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行氣密性測(cè)試，已知實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的熱力學(xué)溫度為T0、壓強(qiáng)為p0，在某次測(cè)試中，向密閉的航天服內(nèi)充入一定量的氣體，并將航天服上的所有閥門擰緊，此時(shí)航天服內(nèi)氣體的溫度為γT0（γ>1）、壓強(qiáng)為kp（1）航天服內(nèi)氣體的溫度降至T0時(shí)，航天服內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p（2）航天服內(nèi)氣體的溫度降至T03．（2022·河北·模擬預(yù)測(cè)）在機(jī)場(chǎng)、車站人員流動(dòng)大的地方為了防止新冠病毒傳染，某企業(yè)研發(fā)了應(yīng)急負(fù)壓隔離艙，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)熱等癥狀的疑似病人，在等待醫(yī)護(hù)人員到達(dá)之前，能快速安全隔離。該設(shè)備采用負(fù)壓排風(fēng)技術(shù)，并將排出的空氣利用專門的裝置進(jìn)行消毒處理。（1）若大氣壓為100kPa，負(fù)壓艙的內(nèi)部尺寸為2000mm×1200mm×1990mm（2）研究表明，新冠病毒耐寒不耐熱，溫度在超過(guò)56℃時(shí)，經(jīng)過(guò)30分鐘就可以滅活?，F(xiàn)將排風(fēng)系統(tǒng)排出的氣體用輕質(zhì)絕熱活塞封閉在絕熱汽缸下部a內(nèi)，汽缸頂端有一絕熱閥門K，汽缸底部接有電熱絲E，a缸內(nèi)封閉氣體初始溫度t1=27°C，活塞與底部的距離?1=60cm，活塞在汽缸的中間位置，活塞和汽缸間的摩擦不計(jì)，如圖所示。若保持閥門4．如圖是某同學(xué)用手持式打氣筒對(duì)一只籃球打氣的情景。已知籃球內(nèi)部容積為7.5L，環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0atm，打氣前球內(nèi)氣壓等于外界大氣壓強(qiáng)，手持式打氣筒每打一次氣能將0.5L、1.0atm的空氣打入球內(nèi)，當(dāng)球內(nèi)氣壓達(dá)到1.6atm時(shí)停止打氣（1atm=1.0×105Pa），假設(shè)整個(gè)過(guò)程中籃球沒(méi)有變形。(1)當(dāng)籃球內(nèi)溫度變?yōu)槎嗌贁z氏度時(shí)籃球內(nèi)氣壓達(dá)到1.2atm；(2)要使籃球內(nèi)氣壓達(dá)到1.6atm，求需打氣的次數(shù)N（設(shè)打氣過(guò)程中氣體溫度不變）。5．（2022·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）汽車輪胎的氣壓是影響汽車節(jié)油及行駛安全的重要因素之一、按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，汽車輪胎正常胎壓為2.4atm，輪胎胎壓若超過(guò)3.4atm，有爆胎的危險(xiǎn)。某汽車輪胎的正常容積為2.5×10?2m（1）求充氣前左前輪內(nèi)氣體的體積；（2）充氣后，汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛，胎內(nèi)氣體的溫度升高為57℃，胎內(nèi)氣體體積幾乎不變，求此時(shí)胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)數(shù)值為多少，是否有爆胎危險(xiǎn)。6．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）疫情防控期間，學(xué)校每天晚上都需要噴灑消毒水進(jìn)行消毒。如圖所示為一噴霧器裝置，儲(chǔ)液桶的總?cè)莘e為6L，打開(kāi)密封蓋裝入5L藥液后，將密封蓋蓋上，此時(shí)內(nèi)部密封空氣壓強(qiáng)為p0=1atm（1）要使噴霧器內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大到p2=2.2atm（2）噴霧器內(nèi)空氣壓強(qiáng)達(dá)到p2=2.2atm7.用容積為ΔV的活塞式抽氣機(jī)對(duì)容積為V0的容器中的氣體抽氣，如圖所示。設(shè)容器中原來(lái)的氣體壓強(qiáng)為p0，抽氣過(guò)程中氣體溫度不變。求抽氣機(jī)的活塞抽氣n次后，容器中剩余氣體的壓強(qiáng)pn為多少？8．2021年12月31日晚，某市市民跨年夜放飛氣球迎接新年?；顒?dòng)中使用的是由可降解材料制成的氦氣球，每個(gè)氣球需要充入氦氣12L，充氣后壓強(qiáng)等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，設(shè)地面附近空氣溫度為27℃、壓強(qiáng)為1.0×10（1）用一個(gè)體積為60L、壓強(qiáng)為1.5×10（2）若氣球體積膨脹到16L時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，已知高度每升高500m，空氣溫度下降1.6℃。如果一個(gè)氣球在剛好上升到2500m高空時(shí)發(fā)生爆炸（氣球上升過(guò)程中沒(méi)有漏氣），則此時(shí)2500m高處大氣壓強(qiáng)為多少？9．已知地面附近常溫下的大氣壓強(qiáng)p0=1.0atm，空氣密度ρ1=1.2kg／m3．一氣球自身質(zhì)量為0.8kg(內(nèi)部沒(méi)有氣體)，為了使氣球能升空，需向氣球內(nèi)充某種氣體．重力加速度g=10m／s2（1）常溫下向該氣球緩慢充氣，充氣穩(wěn)定后，球內(nèi)氣體密度ρ2=0.2kg／m3（2）給該氣球充入此氣體后密封，在常溫下，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0、體積為1.8m3，隨著氣球緩慢上升，當(dāng)球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.75atm時(shí)，其體積變?yōu)?.2m3．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷該氣球是否漏氣(溫度變化忽略不計(jì))．10.（2022·河北·高三專題練習(xí)）消防員乘坐充氣式橡皮艇，在發(fā)生洪澇地區(qū)展開(kāi)救援。已知該型號(hào)橡皮艇的容積為2m3，標(biāo)準(zhǔn)氣壓為3×105Pa，外界環(huán)境溫度為27℃，充氣時(shí)橡皮艇內(nèi)氣溫不發(fā)生變化，忽略橡皮艇充氣時(shí)的容積變化，為節(jié)約時(shí)間，現(xiàn)用內(nèi)部氣壓為12MPa，容積為5m（1）該儲(chǔ)氣罐最多能使多少個(gè)橡皮艇達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣壓？（2）若救援過(guò)程中橡皮艇（標(biāo)準(zhǔn)氣壓狀態(tài)）剮蹭到尖銳物產(chǎn)生破洞，經(jīng)過(guò)救援人員的重新密封搶修，充氣閥的儀表顯示此時(shí)內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為1.5×105Pa，氣體溫度為27℃。此時(shí)漏出氣體的質(zhì)量占原來(lái)氣體質(zhì)量的百分比是多少？要使橡皮艇的內(nèi)部氣壓經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后重新達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣壓，則需要充入11．近幾年家用煤氣管道爆炸的事件頻繁發(fā)生，某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的探究：該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)取一密閉的容積為10L的鋼化容器，該容器的導(dǎo)熱性能良好，開(kāi)始該容器與外界大氣相通，已知外界大氣壓強(qiáng)為1atm，然后將壓強(qiáng)恒為5atm的氫氣緩慢地充入容器，當(dāng)容器內(nèi)混合氣的壓強(qiáng)達(dá)到1.5atm時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生爆炸。假設(shè)整個(gè)過(guò)程中容器的體積不變。求：(1)有多少升壓強(qiáng)為5atm的氫氣充入容器時(shí)容器將自動(dòng)爆炸？(2)假設(shè)爆炸時(shí)鋼化容器內(nèi)的氣體不會(huì)向外泄漏，經(jīng)測(cè)量可知容器內(nèi)氣體的溫度由27℃突然上升到2727℃瞬間的壓強(qiáng)應(yīng)為多大？12．在室溫為17℃時(shí)給一個(gè)籃球充氣使其壓強(qiáng)達(dá)到1.5atm，室內(nèi)外大氣壓強(qiáng)均為1.0atm，設(shè)在下述整個(gè)過(guò)程中籃球體積不變。（1）在球場(chǎng)比賽時(shí)溫度升高到37℃，這時(shí)球內(nèi)壓強(qiáng)有多大？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）由于漏氣，當(dāng)籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?.2atm，溫度仍為17℃時(shí)，求球內(nèi)剩下的空氣與漏出空氣的質(zhì)量比值。13．(2021·高考廣東卷)為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示。某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm2、長(zhǎng)度為0.4cm、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的氣體注入藥瓶，若瓶?jī)?nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時(shí)藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)。14．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，B和C分別是打氣筒和抽氣筒（兩者內(nèi)部最大容積均為ΔV），各自通過(guò)帶閥門的細(xì)管與容積為V=10dm3的容器A連通，開(kāi)始時(shí)，閥門K1和K2關(guān)閉，A內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0=1.0×105Pa。每次打氣時(shí)，打氣筒可將體積ΔV=500cm3、壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0的空氣打入容器A（1）打氣時(shí)，打開(kāi)閥門K1、關(guān)閉閥門K2，若要容器A中氣體壓強(qiáng)增大到4.0×10（2）關(guān)閉閥門K1、打開(kāi)閥門K2，對(duì)容器A（壓強(qiáng)為4.0×105Pa）抽氣，要使A內(nèi)的壓強(qiáng)低于2.0×105Pa,，至少抽氣多少次？（如有需要，取15．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，醫(yī)用氧氣瓶?jī)?nèi)裝有一定質(zhì)量的氧氣，可視為理想氣體。已知開(kāi)始時(shí)，氧氣壓強(qiáng)為p1=1.0×106Pa，溫度為57℃，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，使用掉0.34kg氧氣后，氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)降為p16．某醫(yī)學(xué)氧氣鋼瓶的容積為20L，鋼瓶在室外時(shí)，環(huán)境溫度為-23℃，鋼瓶?jī)?nèi)壓力表顯示瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)為15MPa（1MPa約為10atm），現(xiàn)將鋼瓶移至于室內(nèi)溫度為27℃的醫(yī)院病房?jī)?nèi)（鋼瓶的熱脹冷縮可以忽略）。已知熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為T=t+273K，求：（1）鋼瓶移入室內(nèi)達(dá)到熱平衡后，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)為多少M(fèi)Pa？（2）在室內(nèi)環(huán)境下，若氧氣輸出的壓強(qiáng)恒為0.1MPa，流量為2L/min，且要求鋼瓶?jī)?nèi)氧氣應(yīng)保留不少于0.1MPa的剩余壓力，在輸出氧氣過(guò)程中鋼瓶?jī)?nèi)溫度保持不變，該氧氣瓶最多能持續(xù)使用多少分鐘？17．（2022·福建省福州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三階段練習(xí)）某型號(hào)氧氣瓶的容積V=0.10m3，溫度t1=27°C時(shí)，瓶中氧氣的壓強(qiáng)為p1=10p0（1）若將氧氣瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降至t2=?33°C（2）若保持氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣的溫度t1a.已知瓶中原有氧氣的質(zhì)量為M，現(xiàn)將該氧氣瓶與一個(gè)體積未知且真空的儲(chǔ)氣瓶用細(xì)管相連，穩(wěn)定后，氧氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)p3=2pb.當(dāng)該氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需要給其重新充氣?，F(xiàn)將該氧氣瓶供某實(shí)驗(yàn)室使用，若每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣ΔV=0.20m18．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，容積為5L的氧氣袋廣泛用于野外病人急救。若原是真空的容積為5L的氧氣袋是由醫(yī)用鋼瓶?jī)?nèi)的氧氣分裝的，已知醫(yī)用鋼瓶容積為10L，貯有壓強(qiáng)為3.6×（1）一醫(yī)用鋼瓶最多可分裝多少個(gè)氧氣袋；（2）病人用后，氧氣袋內(nèi)氣壓降至1.0×1019．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）工業(yè)測(cè)量中，常用充氣的方法較精確地測(cè)量特殊容器的容積和檢測(cè)密封性能。為測(cè)量某空香水瓶的容積，將該瓶與一帶活塞的氣缸相連，氣缸和香水瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)均為p0，氣缸內(nèi)封閉氣體體積為V0，推動(dòng)活塞將氣缸內(nèi)所有氣體緩慢推入瓶中，測(cè)得此時(shí)瓶中氣體壓強(qiáng)為p，香水瓶導(dǎo)熱性良好，環(huán)境溫度保持不變。（1）求香水瓶容積V；（2）若密封性能合格標(biāo)準(zhǔn)為：在測(cè)定時(shí)間內(nèi)，漏氣質(zhì)量小于原密封質(zhì)量的1%視為合格。將該空香水瓶封裝并靜置較長(zhǎng)一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)瓶?jī)?nèi)氣體溫度從T升高到1.2T，其壓強(qiáng)由p變?yōu)?.16p，通過(guò)計(jì)算判斷該瓶密封性能是否合格。20．（2022·廣東韶關(guān)·二模）如圖所示，在熱力學(xué)溫度T0=300K的室內(nèi)將一空玻璃水瓶的瓶蓋蓋上（不漏氣），現(xiàn)將水瓶放到室外陽(yáng)光下暴曬，使水瓶?jī)?nèi)空氣的溫度升至T=336（i）求暴曬后水瓶?jī)?nèi)空氣的壓強(qiáng)p；（ii）若暴曬后在室外將瓶蓋打開(kāi)，使水瓶?jī)?nèi)、外的壓強(qiáng)相同，水瓶?jī)?nèi)氣體的溫度不變，求水瓶?jī)?nèi)放出的空氣質(zhì)量與原來(lái)水瓶?jī)?nèi)的空氣質(zhì)量之比mm21．將沒(méi)有水的空瓶子敞口放置，環(huán)境溫度由-3℃緩慢升高到27℃，求升溫后瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量m。大氣壓保持為標(biāo)準(zhǔn)氣壓，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下-3℃時(shí)空氣密度為1.3×10-3g/ml。22．（2022·廣東·茂名市電白區(qū)第一中學(xué)高三階段練習(xí)）二氧化碳滅火器的使用需要一定技巧，如果操作不當(dāng)，操作人員的皮膚因直接接觸噴筒和噴射膠管會(huì)造成凍傷，而且在密閉空間使用人員還有窒息的風(fēng)險(xiǎn)，因此要遵守操作要求。一個(gè)存放超期的二氧化碳滅火器，工作人員想在空曠的環(huán)境中排掉其內(nèi)的二氧化碳。根據(jù)測(cè)算該滅火器內(nèi)的二氧化碳還有0.56kg，且已經(jīng)全部成為氣態(tài)，其壓強(qiáng)為0.5MPa，溫度為27℃，所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)為0.1MPa、工作人員打開(kāi)閥門，迅速跑到上風(fēng)口處，等氣體不再排出時(shí)，測(cè)得滅火器內(nèi)剩余氣體的溫度為（1）排氣過(guò)程中為什么滅火器內(nèi)剩余氣體的溫度會(huì)降低？（2）求此過(guò)程中排出的二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量。23．（2020·山東·高考真題）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病。常見(jiàn)拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開(kāi)口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開(kāi)口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過(guò)抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)。某次使用火罐時(shí)，罐內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓相同，溫度為450K，最終降到300K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的2021。若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的2024．（2022·山東青島·高三開(kāi)學(xué)考試）跳樓機(jī)是現(xiàn)代大型游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)常見(jiàn)的游樂(lè)設(shè)施，如圖為氣動(dòng)式跳樓機(jī)中氣動(dòng)部分工作原理簡(jiǎn)圖。氣缸內(nèi)有一密閉薄活塞將氣缸分成上下兩部分，活塞上下面分別與鋼絲繩連接，兩鋼絲繩跨過(guò)滑輪與外部座椅連接。氣缸上下兩端各有一個(gè)閥門A和B，通過(guò)閥門可給氣缸充氣或抽氣。已知?dú)飧赘逪=25m，活塞質(zhì)量m=5kg，橫截面積S=0.1m2，座椅及乘客總質(zhì)量M=505kg。啟動(dòng)前活塞卡在距頂部?=1m的位置，A、（1）將氣泵與閥門A連接，向氣缸內(nèi)充氣，當(dāng)座椅剛要向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，求從外界抽取的壓強(qiáng)為p0（2）為了提高運(yùn)行效率，氣泵通過(guò)管道連接A、B閥門，將活塞下方的氣體抽到活塞上方的氣缸內(nèi)，從而提升座椅，管道內(nèi)的氣體體積不計(jì)。當(dāng)座椅剛要向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，求氣泵從活塞下方抽取的氣體體積（換算成p025．如圖所示，圓形管道內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，K處有一閥門，A處是一固定絕熱活塞，C處是質(zhì)量為2kg、橫截面積為1.0×10-3m2的可自由移動(dòng)的絕熱活塞，此時(shí)兩活塞處于同一水平面上將管內(nèi)氣體分割成體積相等的上、下兩部分，溫度都為300K，其中上部氣體的壓強(qiáng)為1.0×105Pa，現(xiàn)保持下部分氣體溫度不變，只對(duì)上部分氣體加熱，使C處的活塞緩慢移動(dòng)到最低點(diǎn)B（不計(jì)活塞厚度與摩擦），重力加速度g取10m/s2，求：（1）可移動(dòng)活塞在C處時(shí)由于自重對(duì)下部分氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)；（2）可移動(dòng)活塞到達(dá)B處時(shí)上部分氣體的溫度；（3）保持上、下部分氣體溫度不變，打開(kāi)閥門K，向外釋放氣體，使可移動(dòng)活塞緩慢回到C處，則釋放氣體質(zhì)量與上部分剩余氣體質(zhì)量之比。專題89熱學(xué)中的變質(zhì)量問(wèn)題求解變質(zhì)量氣體問(wèn)題常用的兩種方法1.通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象,使變質(zhì)量氣體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量氣體問(wèn)題,然后用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。1)充氣問(wèn)題:以容器內(nèi)的原有氣體和充進(jìn)容器內(nèi)的氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的總質(zhì)量不變，這樣也就將“變質(zhì)量”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。2)抽氣問(wèn)題:在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中，對(duì)每一次抽氣而言，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量發(fā)生變化，但如果把每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象,這些氣體的總質(zhì)量不變,故抽氣過(guò)程可以看成是等溫膨脹過(guò)程。3)氣體分裝問(wèn)題:也就是將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題，分析這類問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題。4)漏氣問(wèn)題:容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對(duì)象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題，進(jìn)而用理想氣體的狀態(tài)方程求解。2.利用理想氣體狀態(tài)方程的分態(tài)式．eq\f(pV,T)＝eq\f(p1V1,T1)＋eq\f(p2V2,T2)＋…＋eq\f(pnVn,Tn)，式中(p1、V1、T1)、(p2、V2、T2)、…、(pn、Vn、Tn)是氣體終態(tài)的n個(gè)部分的狀態(tài)參量．該方程根據(jù)質(zhì)量守恒和克拉珀龍方程可導(dǎo)出，當(dāng)理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，如伴隨有氣體的分裝、混合等各種情況，使用分態(tài)式會(huì)顯得特別方便．1．（2022·湖北·襄陽(yáng)五中模擬預(yù)測(cè)）桶裝純凈水及壓水裝置原理如圖所示。柱壓水蒸氣囊體積為V0，柱形水桶體積為70V0，高為35cm；水桶頸部的長(zhǎng)度為10cm。當(dāng)人用力向下壓氣囊時(shí)，氣囊中的空氣被壓入桶內(nèi)，桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，水通過(guò)細(xì)出水管流出。已知水桶所在處大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于10m水壓產(chǎn)生的壓強(qiáng)，當(dāng)桶內(nèi)的水還剩5cm高時(shí)，桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，忽略水桶頸部的體積。為能有水從出水管流出，至少需要把氣囊完全壓下的次數(shù)為（

）〔不考慮溫度的變化）。A．2次 B．3次 C．4次 D．5次【答案】B【解析】水剛好流出時(shí)，桶內(nèi)氣壓增大的數(shù)值為Δ設(shè)氣囊中氣體的體積為V0，n次壓入水桶的氣體，相當(dāng)于一次壓入nV0到水桶內(nèi)，使桶內(nèi)氣壓增加40代入數(shù)據(jù)解得n=2.所以至少需要壓縮3次，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。2．（2022·吉林長(zhǎng)春·一模）2021年7月，神舟十二號(hào)航天員劉伯明、湯洪波身著我國(guó)自主研制的新一代“飛天”艙外航天服成功出艙。航天服在使用前要在地面實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行氣密性測(cè)試，已知實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的熱力學(xué)溫度為T0、壓強(qiáng)為p0，在某次測(cè)試中，向密閉的航天服內(nèi)充入一定量的氣體，并將航天服上的所有閥門擰緊，此時(shí)航天服內(nèi)氣體的溫度為γT0（γ>1）、壓強(qiáng)為kp（1）航天服內(nèi)氣體的溫度降至T0時(shí)，航天服內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p（2）航天服內(nèi)氣體的溫度降至T0【答案】（1）p=kγ【解析】（1）以航天服內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，在降至室溫的過(guò)程中，航天服內(nèi)的氣體做等容變化，即k解得p=（2）對(duì)航天服內(nèi)原來(lái)所有的氣體進(jìn)行整體分析，放氣的過(guò)程中其氣體壓強(qiáng)由p減至p0、體積由V增大至V′、溫度不變。由玻意爾定律得同溫度、同壓強(qiáng)下，同種氣體的質(zhì)量之比等于體積之比，即m聯(lián)立解得m3．（2022·河北·模擬預(yù)測(cè)）在機(jī)場(chǎng)、車站人員流動(dòng)大的地方為了防止新冠病毒傳染，某企業(yè)研發(fā)了應(yīng)急負(fù)壓隔離艙，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)熱等癥狀的疑似病人，在等待醫(yī)護(hù)人員到達(dá)之前，能快速安全隔離。該設(shè)備采用負(fù)壓排風(fēng)技術(shù)，并將排出的空氣利用專門的裝置進(jìn)行消毒處理。（1）若大氣壓為100kPa，負(fù)壓艙的內(nèi)部尺寸為2000mm×1200mm×1990mm（2）研究表明，新冠病毒耐寒不耐熱，溫度在超過(guò)56℃時(shí)，經(jīng)過(guò)30分鐘就可以滅活?，F(xiàn)將排風(fēng)系統(tǒng)排出的氣體用輕質(zhì)絕熱活塞封閉在絕熱汽缸下部a內(nèi)，汽缸頂端有一絕熱閥門K，汽缸底部接有電熱絲E，a缸內(nèi)封閉氣體初始溫度t1=27°C，活塞與底部的距離?1=60cm，活塞在汽缸的中間位置，活塞和汽缸間的摩擦不計(jì)，如圖所示。若保持閥門【答案】（1）0.478m【解析】（1）負(fù)壓艙內(nèi)部體積V0=4.776m3，大氣壓p0解得需抽出一個(gè)大氣壓下空氣的體積V（2）加熱過(guò)程是等壓變化?解得T持續(xù)30分鐘可將冠狀病毒滅活4．如圖是某同學(xué)用手持式打氣筒對(duì)一只籃球打氣的情景。已知籃球內(nèi)部容積為7.5L，環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0atm，打氣前球內(nèi)氣壓等于外界大氣壓強(qiáng)，手持式打氣筒每打一次氣能將0.5L、1.0atm的空氣打入球內(nèi)，當(dāng)球內(nèi)氣壓達(dá)到1.6atm時(shí)停止打氣（1atm=1.0×105Pa），假設(shè)整個(gè)過(guò)程中籃球沒(méi)有變形。(1)當(dāng)籃球內(nèi)溫度變?yōu)槎嗌贁z氏度時(shí)籃球內(nèi)氣壓達(dá)到1.2atm；(2)要使籃球內(nèi)氣壓達(dá)到1.6atm，求需打氣的次數(shù)N（設(shè)打氣過(guò)程中氣體溫度不變）?！敬鸢浮?1)87℃；(2)9（次）【解析】(1)設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，籃球內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為p1、T1，溫度降低后狀態(tài)參量分別為p2、T其中p1=p0、T1=300t2=87℃③(2)設(shè)籃球內(nèi)部容積為V=7.5L，打氣筒每打一次氣的體積ΔV=0.5L，最后籃球內(nèi)氣壓達(dá)為p3=1.6atm，由玻意耳定律，有p0解得N=9（次）⑤5．（2022·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）汽車輪胎的氣壓是影響汽車節(jié)油及行駛安全的重要因素之一、按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，汽車輪胎正常胎壓為2.4atm，輪胎胎壓若超過(guò)3.4atm，有爆胎的危險(xiǎn)。某汽車輪胎的正常容積為2.5×10?2m（1）求充氣前左前輪內(nèi)氣體的體積；（2）充氣后，汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛，胎內(nèi)氣體的溫度升高為57℃，胎內(nèi)氣體體積幾乎不變，求此時(shí)胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)數(shù)值為多少，是否有爆胎危險(xiǎn)。【答案】（1）2.0×10?2【解析】（1）根據(jù)題意可知，正常情況下輪胎內(nèi)氣體p0=2.4左前輪內(nèi)氣體p設(shè)其體積為V1，充入氣體p′充氣過(guò)程中溫度不變，取輪胎內(nèi)原來(lái)的氣體和后充入輪胎內(nèi)氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律有p代入數(shù)據(jù)解得V（2）根據(jù)題意可知，輪胎內(nèi)氣體做等容變化，初狀態(tài)有p0=2.4設(shè)末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p2，溫度為由查理定律有p代入數(shù)據(jù)解得p沒(méi)有爆胎危險(xiǎn)。6．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）疫情防控期間，學(xué)校每天晚上都需要噴灑消毒水進(jìn)行消毒。如圖所示為一噴霧器裝置，儲(chǔ)液桶的總?cè)莘e為6L，打開(kāi)密封蓋裝入5L藥液后，將密封蓋蓋上，此時(shí)內(nèi)部密封空氣壓強(qiáng)為p0=1atm（1）要使噴霧器內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大到p2=2.2atm（2）噴霧器內(nèi)空氣壓強(qiáng)達(dá)到p2=2.2atm【答案】（1）12；（2）3.8L【解析】（1）打氣之前噴霧器內(nèi)空氣體積為V打氣過(guò)程中噴霧器內(nèi)空氣經(jīng)歷等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p解得n=12（2）設(shè)藥液上方壓強(qiáng)降為1atm時(shí)空氣的體積為V1，噴藥過(guò)程中噴霧器內(nèi)空氣經(jīng)歷等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p解得V剩下藥液的體積為V7.用容積為ΔV的活塞式抽氣機(jī)對(duì)容積為V0的容器中的氣體抽氣，如圖所示。設(shè)容器中原來(lái)的氣體壓強(qiáng)為p0，抽氣過(guò)程中氣體溫度不變。求抽氣機(jī)的活塞抽氣n次后，容器中剩余氣體的壓強(qiáng)pn為多少？【答案】pn＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V0,V0＋ΔV)))np0【解析】當(dāng)活塞下壓時(shí)，閥門a關(guān)閉，b打開(kāi)，抽氣機(jī)汽缸中ΔV體積的氣體排出，容器中氣體壓強(qiáng)降為p1。活塞第二次上提(即抽第二次氣)，容器中氣體壓強(qiáng)降為p2。根據(jù)玻意耳定律，對(duì)于第一次抽氣，有p0V0＝p1(V0＋ΔV)解得p1＝eq\f(V0,V0＋ΔV)p0對(duì)于第二次抽氣，有p1V0＝p2(V0＋ΔV)解得p2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V0,V0＋ΔV)))2p0以此類推，第n次抽氣后容器中氣體壓強(qiáng)降為pn＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V0,V0＋ΔV)))np0。8．2021年12月31日晚，某市市民跨年夜放飛氣球迎接新年?；顒?dòng)中使用的是由可降解材料制成的氦氣球，每個(gè)氣球需要充入氦氣12L，充氣后壓強(qiáng)等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，設(shè)地面附近空氣溫度為27℃、壓強(qiáng)為1.0×10（1）用一個(gè)體積為60L、壓強(qiáng)為1.5×10（2）若氣球體積膨脹到16L時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，已知高度每升高500m，空氣溫度下降1.6℃。如果一個(gè)氣球在剛好上升到2500m高空時(shí)發(fā)生爆炸（氣球上升過(guò)程中沒(méi)有漏氣），則此時(shí)2500m高處大氣壓強(qiáng)為多少？【答案】（1）745；（2）0.73×【解析】（1）氦氣罐的體積V=60L壓強(qiáng)每個(gè)氣球充滿氣的體積V0=12L由玻意耳定律可得pV=p0(nV0+V)（2）在地面，氣球體積V0=12L壓強(qiáng)p0到達(dá)2500m高空時(shí)，氣球體積V溫度下降2500所以T由理想氣體狀態(tài)方程p解得p9．已知地面附近常溫下的大氣壓強(qiáng)p0=1.0atm，空氣密度ρ1=1.2kg／m3．一氣球自身質(zhì)量為0.8kg(內(nèi)部沒(méi)有氣體)，為了使氣球能升空，需向氣球內(nèi)充某種氣體．重力加速度g=10m／s2（1）常溫下向該氣球緩慢充氣，充氣穩(wěn)定后，球內(nèi)氣體密度ρ2=0.2kg／m3（2）給該氣球充入此氣體后密封，在常溫下，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0、體積為1.8m3，隨著氣球緩慢上升，當(dāng)球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.75atm時(shí)，其體積變?yōu)?.2m3．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷該氣球是否漏氣(溫度變化忽略不計(jì))．【答案】（1）0.8m3；（2）漏氣【解析】（1）離開(kāi)地面時(shí)氣球體積設(shè)為V，由平衡知識(shí)可知ρ1解得V=0.8m3（2）對(duì)氣球內(nèi)氣體由玻意耳定律：V1=1.8m3

p2=0.75atmp0V1=p2V2解得V2=2.4m3因2.4m3>2.2m3，故氣球漏氣。10.（2022·河北·高三專題練習(xí)）消防員乘坐充氣式橡皮艇，在發(fā)生洪澇地區(qū)展開(kāi)救援。已知該型號(hào)橡皮艇的容積為2m3，標(biāo)準(zhǔn)氣壓為3×105Pa，外界環(huán)境溫度為27℃，充氣時(shí)橡皮艇內(nèi)氣溫不發(fā)生變化，忽略橡皮艇充氣時(shí)的容積變化，為節(jié)約時(shí)間，現(xiàn)用內(nèi)部氣壓為12MPa，容積為5m（1）該儲(chǔ)氣罐最多能使多少個(gè)橡皮艇達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣壓？（2）若救援過(guò)程中橡皮艇（標(biāo)準(zhǔn)氣壓狀態(tài)）剮蹭到尖銳物產(chǎn)生破洞，經(jīng)過(guò)救援人員的重新密封搶修，充氣閥的儀表顯示此時(shí)內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為1.5×105Pa，氣體溫度為27℃。此時(shí)漏出氣體的質(zhì)量占原來(lái)氣體質(zhì)量的百分比是多少？要使橡皮艇的內(nèi)部氣壓經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后重新達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣壓，則需要充入【答案】（1）97；（2）η=50%；【解析】（1）設(shè)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為p0，體積為V0，橡皮艇的容積為V1，標(biāo)準(zhǔn)氣壓為p代入數(shù)據(jù)解得n=97.5則該儲(chǔ)氣罐最多能使97個(gè)橡皮艇達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣壓。（2）設(shè)漏氣后氣體壓強(qiáng)為p2，未漏氣橡皮艇內(nèi)的氣體在壓強(qiáng)為p2條件下的體積為V2解得V漏出氣體的質(zhì)量占原來(lái)氣體質(zhì)量的百分比為η=有1解得V11．近幾年家用煤氣管道爆炸的事件頻繁發(fā)生，某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的探究：該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)取一密閉的容積為10L的鋼化容器，該容器的導(dǎo)熱性能良好，開(kāi)始該容器與外界大氣相通，已知外界大氣壓強(qiáng)為1atm，然后將壓強(qiáng)恒為5atm的氫氣緩慢地充入容器，當(dāng)容器內(nèi)混合氣的壓強(qiáng)達(dá)到1.5atm時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生爆炸。假設(shè)整個(gè)過(guò)程中容器的體積不變。求：(1)有多少升壓強(qiáng)為5atm的氫氣充入容器時(shí)容器將自動(dòng)爆炸？(2)假設(shè)爆炸時(shí)鋼化容器內(nèi)的氣體不會(huì)向外泄漏，經(jīng)測(cè)量可知容器內(nèi)氣體的溫度由27℃突然上升到2727℃瞬間的壓強(qiáng)應(yīng)為多大？【答案】(1)1L；(2)15atm【解析】(1)體積為V1壓強(qiáng)為5P選擇最終充入的所有氫氣為研究對(duì)象，因?yàn)閷?dǎo)熱性能良好，并且是緩慢地充入容器，故發(fā)生等溫變化：初態(tài)：壓強(qiáng)P1=5atm末態(tài)：壓強(qiáng)P2=0.5atm根據(jù)玻意耳定律可得P解得充入壓強(qiáng)為5atm氫氣的體積(2)選擇容器內(nèi)氣體為研究對(duì)象，爆炸時(shí)溫度由27°C突然上升到初態(tài)：壓強(qiáng)P混=1.5atm，末態(tài)：壓強(qiáng)P3，溫度根據(jù)查理定律可得P可得爆炸瞬間容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P12．在室溫為17℃時(shí)給一個(gè)籃球充氣使其壓強(qiáng)達(dá)到1.5atm，室內(nèi)外大氣壓強(qiáng)均為1.0atm，設(shè)在下述整個(gè)過(guò)程中籃球體積不變。（1）在球場(chǎng)比賽時(shí)溫度升高到37℃，這時(shí)球內(nèi)壓強(qiáng)有多大？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）由于漏氣，當(dāng)籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?.2atm，溫度仍為17℃時(shí)，求球內(nèi)剩下的空氣與漏出空氣的質(zhì)量比值?！敬鸢浮浚?）1.6atm【解析】(1)籃球內(nèi)氣體做等容變化，由p得p（2）設(shè)室溫1.0atm下原來(lái)籃球內(nèi)氣體的體積為V1，由解得V所以m13．(2021·高考廣東卷)為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示。某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm2、長(zhǎng)度為0.4cm、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的氣體注入藥瓶，若瓶?jī)?nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時(shí)藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮?.3×105Pa【解析】未向藥瓶?jī)?nèi)注入氣體前，藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝1.0×105Pa，體積V1＝0.4mL，注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，體積V0＝0.3×0.4mL＝0.12mL，將注射器內(nèi)氣體注入藥瓶后，藥瓶?jī)?nèi)氣體的體積V2＝V1＝0.4mL，設(shè)壓強(qiáng)為p2，根據(jù)玻意耳定律有p1V1＋p0V0＝p2V2，解得p2＝1.3×105Pa。14．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，B和C分別是打氣筒和抽氣筒（兩者內(nèi)部最大容積均為ΔV），各自通過(guò)帶閥門的細(xì)管與容積為V=10dm3的容器A連通，開(kāi)始時(shí)，閥門K1和K2關(guān)閉，A內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0=1.0×105Pa。每次打氣時(shí)，打氣筒可將體積ΔV=500cm3、壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0的空氣打入容器A（1）打氣時(shí)，打開(kāi)閥門K1、關(guān)閉閥門K2，若要容器A中氣體壓強(qiáng)增大到4.0×10（2）關(guān)閉閥門K1、打開(kāi)閥門K2，對(duì)容器A（壓強(qiáng)為4.0×105Pa）抽氣，要使A內(nèi)的壓強(qiáng)低于2.0×105Pa,，至少抽氣多少次？（如有需要，取【答案】（1）60；（2）15【解析】（1）設(shè)打了n次，根據(jù)等溫變化規(guī)律有p代入數(shù)據(jù)解得n=60次（2）抽氣1次后，有p解得p第2次抽氣有p解得p第n次后有p則pn=2.0×10解得n≈15次15．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，醫(yī)用氧氣瓶?jī)?nèi)裝有一定質(zhì)量的氧氣，可視為理想氣體。已知開(kāi)始時(shí)，氧氣壓強(qiáng)為p1=1.0×106Pa，溫度為57℃，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，使用掉0.34kg氧氣后，氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)降為p【答案】1kg【解析】氧氣初始?jí)簭?qiáng)p初始溫度T經(jīng)一段時(shí)間后壓強(qiáng)p溫度T設(shè)氧氣初始質(zhì)量為m，容器體積為V，即V以全部氣體為研究對(duì)象，由理想氣體狀態(tài)方程得p代入數(shù)據(jù)解得V2設(shè)用掉氧氣質(zhì)量為m由題可知m得m=1kg16．某醫(yī)學(xué)氧氣鋼瓶的容積為20L，鋼瓶在室外時(shí)，環(huán)境溫度為-23℃，鋼瓶?jī)?nèi)壓力表顯示瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)為15MPa（1MPa約為10atm），現(xiàn)將鋼瓶移至于室內(nèi)溫度為27℃的醫(yī)院病房?jī)?nèi)（鋼瓶的熱脹冷縮可以忽略）。已知熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為T=t+273K，求：（1）鋼瓶移入室內(nèi)達(dá)到熱平衡后，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)為多少M(fèi)Pa？（2）在室內(nèi)環(huán)境下，若氧氣輸出的壓強(qiáng)恒為0.1MPa，流量為2L/min，且要求鋼瓶?jī)?nèi)氧氣應(yīng)保留不少于0.1MPa的剩余壓力，在輸出氧氣過(guò)程中鋼瓶?jī)?nèi)溫度保持不變，該氧氣瓶最多能持續(xù)使用多少分鐘？【答案】（1）18MPa；（2）1790min【解析】（1）由題意可知，初態(tài)p1=15末態(tài)T設(shè)末態(tài)壓強(qiáng)為p2，則由查理定律得p解得p（2）由題意，設(shè)壓強(qiáng)為18MPa，體積為20L的氣體可以等效為壓強(qiáng)為0.1MPa，體積為V，設(shè)初始狀態(tài)體積為V0，則由玻意耳定律得解得V=3600由題意可得，輸出的體積為Δ設(shè)流量為Q，則該氧氣瓶最多能持續(xù)使用時(shí)間為t=17．（2022·福建省福州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三階段練習(xí)）某型號(hào)氧氣瓶的容積V=0.10m3，溫度t1=27°C時(shí)，瓶中氧氣的壓強(qiáng)為p1=10p0（1）若將氧氣瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降至t2=?33°C（2）若保持氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣的溫度t1a.已知瓶中原有氧氣的質(zhì)量為M，現(xiàn)將該氧氣瓶與一個(gè)體積未知且真空的儲(chǔ)氣瓶用細(xì)管相連，穩(wěn)定后，氧氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)p3=2pb.當(dāng)該氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需要給其重新充氣?，F(xiàn)將該氧氣瓶供某實(shí)驗(yàn)室使用，若每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣ΔV=0.20m【答案】（1）8p0；（2）【解析】（1）由題意可知：T1=300K，T解得p（2）a、設(shè)未知容器、細(xì)管與氧氣瓶的總?cè)莘e為V3，根據(jù)玻意耳定律p解得V所以m=b、重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V'=設(shè)用去的氧氣在p0（1個(gè)大氣壓）壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p式中p所以V則氧氣可用的天數(shù)為N=V18．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，容積為5L的氧氣袋廣泛用于野外病人急救。若原是真空的容積為5L的氧氣袋是由醫(yī)用鋼瓶?jī)?nèi)的氧氣分裝的，已知醫(yī)用鋼瓶容積為10L，貯有壓強(qiáng)為3.6×（1）一醫(yī)用鋼瓶最多可分裝多少個(gè)氧氣袋；（2）病人用后，氧氣袋內(nèi)氣壓降至1.0×10【答案】（1）n=4；（2）Δm【解析】（1）選取鋼瓶?jī)?nèi)氧氣整體作為研究對(duì)象，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣體積V1=10分裝n個(gè)氧氣袋，V2=(分裝過(guò)程是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律p解得n=4（2）選取氧氣袋內(nèi)p2=1.2×106Pa氧氣整體作為研究對(duì)象，設(shè)氣壓降至p解得V=用去氣體的體積為ΔV=所以用去氣體的質(zhì)量與原來(lái)氣體總質(zhì)量之比為Δm19．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）工業(yè)測(cè)量中，常用充氣的方法較精確地測(cè)量特殊容器的容積和檢測(cè)密封性能。為測(cè)量某空香水瓶的容積，將該瓶與一帶活塞的氣缸相連，氣缸和香水瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)均為p0，氣缸內(nèi)封閉氣體體積為V0，推動(dòng)活塞將氣缸內(nèi)所有氣體緩慢推入瓶中，測(cè)得此時(shí)瓶中氣體壓強(qiáng)為p，香水瓶導(dǎo)熱性良好，環(huán)境溫度保持不變。（1）求香水瓶容積V；（2）若密封性能合格標(biāo)準(zhǔn)為：在測(cè)定時(shí)間內(nèi)，漏氣質(zhì)量小于原密封質(zhì)量的1%視為合格。將該空香水瓶封裝并靜置較長(zhǎng)一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)瓶?jī)?nèi)氣體溫度從T升高到1.2T，其壓強(qiáng)由p變?yōu)?.16p，通過(guò)計(jì)算判斷該瓶密封性能是否合格。【答案】（1）V=p0V【解析】（1）緩慢變化過(guò)程中，由玻意耳定律可得p解得V=（2）設(shè)溫度由T變化為1.2T后，壓強(qiáng)由p變?yōu)?.16p，體積變?yōu)閂1，根據(jù)氣體狀態(tài)方程有解得V可知漏氣量占比為3.3％，故該香水瓶瓶蓋密封性不合格。20．（2022·廣東韶關(guān)·二模）如圖所示，在熱力學(xué)溫度T0=300K的室內(nèi)將一空玻璃水瓶的瓶蓋蓋上（不漏氣），現(xiàn)將水瓶放到室外陽(yáng)光下暴曬，使水瓶?jī)?nèi)空氣的溫度升至T=336（i）求暴曬后水瓶?jī)?nèi)空氣的壓強(qiáng)p；（ii）若暴曬后在室外將瓶蓋打開(kāi)，使水瓶?jī)?nèi)、外的壓強(qiáng)相同，水瓶?jī)?nèi)氣體的溫度不變，求水瓶?jī)?nèi)放出的空氣質(zhì)量與原來(lái)水瓶?jī)?nèi)的空氣質(zhì)量之比mm【答案】（i）p=1.12×105【解析】（i）對(duì)水瓶中的空氣，根據(jù)查理定律有p解得p=1.12×（ii）設(shè)水瓶的容積為V，打開(kāi)瓶蓋后水瓶中及放出的空氣的總體積為V′，根據(jù)玻意耳定律有經(jīng)分析可知m解得m21．將沒(méi)有水的空瓶子敞口放置，環(huán)境溫度由-3℃緩慢升高到27℃，求升溫后瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量m。大氣壓保持為標(biāo)準(zhǔn)氣壓，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下-3℃時(shí)空氣密度為1.3×10-3g/ml?！敬鸢浮?.85×【解析】根據(jù)等壓變化，得V1V則m=22．（2022·廣東·茂名市電白區(qū)第一中學(xué)高三階段練習(xí)）二氧化碳滅火器的使用需要一定技巧，如果操作不當(dāng)，操作人員的皮膚因直接接觸噴筒和噴射膠管會(huì)造成凍傷，而且在密閉空間使用人員還有窒息的風(fēng)險(xiǎn)，因此要遵守操作要求。一個(gè)存放超期的二氧化碳滅火器，工作人員想在空曠的環(huán)境中排掉其內(nèi)的二氧化碳。根據(jù)測(cè)算該滅火器內(nèi)的二氧化碳還有0.56kg，且已經(jīng)全部成為氣態(tài)，其壓強(qiáng)為0.5MPa，溫度為27℃，所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)為0.1MPa、工作人員打開(kāi)閥門，迅速跑到上風(fēng)口處，等氣體不再排出時(shí)，測(cè)得滅火器內(nèi)剩余氣體的溫度為（1）排氣過(guò)程中為什么滅火器內(nèi)剩余氣體的溫度會(huì)降低？（2）求此過(guò)程中排出的二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量?！敬鸢浮浚?）見(jiàn)解析；（2）0.44【解析】（1）根據(jù)題意可知，排氣過(guò)程中，氣體膨脹對(duì)外做功，短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為來(lái)不及吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能減少，氣體的溫度降低（2）根據(jù)題意，設(shè)滅火器的容積為V0，排出的氣體體積為Vp1=0.5MPa，打開(kāi)閥門后氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度分別為p2=0.1MPa，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得p設(shè)排出的氣體質(zhì)量為m，原有氣體的質(zhì)量用m0表示，則代入數(shù)據(jù)解得m=0.44