應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決“三類模型問題”-文庫吧資料
2025-03-31 01:39本頁面
【正文】 B的容積為，則V1＝V0＋＝V0 ①V2＝V0＋＝V0 ②由蓋—呂薩克定律有：＝ ③由①②③式及所給的數(shù)據(jù)可得：T2＝320 K ④(2)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動(dòng)，直至活塞上升的距離是汽缸高度的時(shí)，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫變化，設(shè)氧氣初態(tài)的體積為V1′，壓強(qiáng)為p1′，末態(tài)體積為V2′，壓強(qiáng)為p2′，由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0 ⑤p1′V1′＝p2′V2′ ⑥由⑤⑥式可得：p2′＝p0.命題點(diǎn)三 “變質(zhì)量氣體”模型分析變質(zhì)量氣體問題時(shí)，要通過巧妙地選擇研究對象，使變質(zhì)量氣體問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解.(1)打氣問題：選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.(2)抽氣問題：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，故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程.(3)灌氣問題：把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.(4)漏氣問題：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解.例5 如圖9所示，一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0＝300 K升至T1＝350 K.圖9(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)保持T1＝350 K不變，緩慢抽出部分氣體，.答案 (1)p0 (2)解析 (1)由題意知?dú)怏w發(fā)生等容變化，由查理定律得＝，解得p1＝p0＝p0＝p0.(2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V2，由玻意耳定律可得p1V0＝p0V2則V2＝＝V0所以，集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為＝.變式5 某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設(shè)充氣過程為等溫過程，空氣可看做理想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同、壓強(qiáng)也是p0、體積為________的空氣. C.(－1)V D.(＋1)V答案 C解析 設(shè)充入的氣體體積為V0，根據(jù)玻意耳定律可得p0(V＋V0)＝pV，解得V0＝(－1)V，C項(xiàng)正確.，在長為l＝57 cm的一端封閉、另一端開口向上的豎直玻璃管內(nèi)，用4 cm高的水銀柱封閉著51 cm長的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為33 ℃.現(xiàn)將水銀徐徐注入管中，直到水銀面與管口相平，此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)為多少？接著緩慢對玻璃管加熱升溫至多少時(shí)，管中剛好只剩下4 cm高的水銀柱？(大氣壓強(qiáng)為p0＝76 cmHg)圖1答案 85 cmHg 318 K解析 設(shè)玻璃管的橫截面積為S，初態(tài)時(shí)，管內(nèi)氣體的溫度為T1＝306 K，體積為V1＝51S，壓強(qiáng)為p1＝80 cmHg.當(dāng)水銀面與管口相平時(shí)，水銀柱高為H，則管內(nèi)氣體的體積為V2＝(57－H)S，壓強(qiáng)為p2＝(76＋H) cmHg.由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入數(shù)據(jù)，得H2＋19H－252＝0，解得H＝9 cm或H＝－28 cm(舍去)所以p2＝85 cmHg設(shè)溫度升至T時(shí)，水銀柱高為4 cm，管內(nèi)氣體的體積為V3＝53S，壓強(qiáng)為p3＝80 —呂薩克定律得＝，代入數(shù)據(jù)，解得T＝318 K.2.(201733(2))如圖7，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門KK3；B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略).初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉KK3，通過K1給汽缸充氣， ℃，汽缸導(dǎo)熱.圖7(1)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時(shí)活塞下
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