气体变质量问题汇总

分析变质量问题时,可通过巧妙地选择研究对象,使这类问题转化为一定质量的气体问题,用气体实验定律求解.

常见的几种变质量的情况

(1)打气问题:向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题,只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题.

(2)抽气问题:从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可以看做是等温膨胀过程.

(3)灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题.

(4)漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题. 如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体的状态方程求解.

(5)气体混合问题:两个或两个以上容器的气体混合在一起的

过程也是变质量气态变化问题.通过巧妙的选取研究对象及一些中间参量,把变质量问题转化为定质量问题来处理

思路;

1.将变转化为不变,因为我们只学会处理不变的规律.通过巧妙选取合适的研究对象,使这类问题转化为定质量的气体问题,从而利用气体实验定律或理想气体状态方程解决

2.利用克拉珀龙方程其方程为pV=nRT。这个方程有4个变量:p是指理想气体的压强,V为理想气体的体积,n表示气体物质的量,而T则表示理想气体的热力学温度;还有一个常量:R为理想气体常数,对任意理想气体而言,R是一定的,约为8.31J/(mol·K)。(补充分太式,密度式写法)

【典例1】一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K.

(1)求此时气体的压强;

(2)保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因.

解析(1)由题意知气体体积不变,由查理定律得

p0 T0=p1 T1

得p1=T1

T0

p0=

350

300

p0=

7

6

p0

(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为V2,由玻意耳定律可得p1V0=p0V2

则V2=p1V0

p0

7

6

V0

所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为ρV0

ρ·7

6V0

6

7

因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变,而剩余气体的体积膨胀对外做功.由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,气体一定

从外界吸收热量.答案(1)7

6

p0(2)

6

7

;吸热,原因见解析

【典例2】用真空泵抽出某容器中的空气,若某容器的容积为V,真空泵一次抽出空气的体积为V0,设抽气时气体温度不变,容器里原来的空气压强为p,求抽出n次空气后容器中空气的压强是多少?

解析设第1次抽气后容器内的压强为p1,以整个气体为研究对象.因为抽气时气体温度不变,则由玻意耳定律得

pV=p1(V+V0),所以p1=

V

V+V0

p

以第1次抽气后容器内剩余气体为研究对象,设第2次抽气后容器内气体压强为p2,由玻意耳定律有

p1V=p2(V+V0),所以p2=

V

V+V0

p1=(

V

V+V0

)2p

以第n-1次抽气后容器内剩余气体为研究对象,设第n次抽气后容器内气体压强为p n,

由玻意耳定律得p n-1V=p n(V+V0)

所以p n=

V

V+V0

p n-1=(

V

V+V0

)n p

故抽出n次空气后容器内剩余气体的压强为(

V

V+V0

)n p.

答案(

V

V+V0

)n p

例3 一个篮球的容积是2.5 L,用打气筒给篮球打气时,每次把105Pa 的空气打进去125cm3.如果在打气前篮球里的空气压强也是105Pa,那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa?(设在打气过程中气体温度不变)

解析由于每打一次气,总是把ΔV体积,相等质量、压强为p0的空气压到容积为V0的容器中,所以打n次气后,共打入压强为p0的气体的总体积为nΔV,因为打入的nΔV体积的气体与原先容器里空气的状态相同,故以这两部分气体的整体为研究对象.取打气前为初状态:压强为p0、体积为V0+nΔV;打气后容器中气体的状态为末状态:压强为pn、体积为V0.

令V2为篮球的体积,V1为n次所充气体的体积及篮球的体积之和则V1=2.5L+30×0.125L

由于整个过程中气体质量不变、温度不变,可用玻意耳定律求解;

例4 某容积为20L的氧气瓶里装有30atm的氧气,现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中,使每个小钢瓶中氧气的压强为2atm,如每个小钢瓶中原有氧气压强为1atm.问最多能分装多少瓶?(设分装过程中无漏气,且温度不变)

(提示):先将大、小钢瓶中的氧气变成等温等压的氧气,再分装.

例5 如图1所示,两个充有空气的容器A、B,用装有活塞栓的细管相连通,容器A浸在温度为t1=-23℃的恒温箱中,而容器B浸在

t2=27℃的恒温箱中,彼此由活塞栓隔开.容器A的容积为V1=1L,气体压强为p1=1atm;容器B的容积为V2=2L,气体压强为p2=3atm,求活塞栓打开后,气体的稳定压强是多少?

解析活塞栓打开后时,B中气体压强较大,将有一部分气体从B中进入A中,如图2,进入A中的气体温度又变为t1=-23℃,虽然A

中气体温度不变,但由于质量发生变化,压强也随着变化(p增大),这样A、B两容器中的气体质量都发生了变化,似乎无法用气态方程或实验定律来解,需要通过巧妙的选取研究对象及一些中间参量,把变质量问题转化为定质量问题.

例6.一个容器内装有一定质量的理想气体,其压强为 6.0×105pa,温度为47℃,但因该容器漏气,试求最终容器内剩余气体的质量为原有质量的百分之几?已知外界大气压强为p0=1.0×105Pa,气温为27℃.

解析设想漏出的气体被收集在另一个容器中,这样变质量问题转化为定质量问题.

V1为初始状态体积,也等于末状态剩余气体体积,末状态剩余气体和漏出气体属于同温同压气体,二者具有相同密度.则剩余气体与原来气体质量之比为:

mm0=ρV1ρV2=V1V2=0.18,即剩余气体质量为原来

气体质量的18%.

【练习】氧气瓶的容积是40L,其中氧气的压强是130atm,规定瓶内氧气压强降到10atm 时就要重新充氧。有一个车间,每天需要用1atm的氧气400L,这瓶氧气能用几天?假定温度不变。

理想气体状态方程解法:

由V1→V2:p1V1=p2V2,

V2==L=520L,

由(V2-V1)→V3:p2(V2-V1)=p3V3

V3==L=4800L

则=12(天)

克拉伯龙方程解法:

由PV=nRT及n=(m为气体质量,M为某种气体的摩尔质量,在本题中M为氧气的摩尔质量)得:m=

设氧气瓶中压强为130atm时氧气的质量为m1,此时的压强为P1、体积为V1、温度为T1,氧气瓶中压强为10atm时氧气的质量为m2,此时的压强为P2、体积为V2、温度为T2,每天所用氧气的质量为m3,此时的压强为P3、体积为V3、温度为T3,所用天数为N,根据题意可得:m1=m2+Nm3,

根据题意可知:V1=V2,T1=T2=T3,带入数据可得:N=12(天)

通过比较我们不难发现,对于变质量问题用克拉伯龙方程解决要比用理想气体状态方程解决方便许多,尤其是处理打气问题、抽气问题、气体分装问题时很容易理解。

高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 气体液体和固体专题强化 变质量问题 理想气体的图像问题

变质量问题 理想气体的图像问题 [学习目标] 1.会巧妙地选择研究对象,使变质量气体问题转化为定质量的气体问题.2.会利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析,并应用于解决气体状态变化问题. 一、变质量问题 分析气体的变质量问题时,可以通过巧妙选择合适的研究对象,将变质量转化为定质量问题,然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解. (1)打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题. (2)抽气问题 从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可看作是膨胀的过程. (2020·徐州一中高二开学考试)一只两用活塞气筒的原理图如图1所示(打气时如图甲 所示,抽气时如图乙所示),其筒内体积为V 0,现将它与另一只容积为V 的容器相连接,开始时气筒和容器内的空气压强为p 0,已知气筒和容器导热性能良好,当分别作为打气筒和抽气筒时,活塞工作n 次后,在上述两种情况下,容器内的气体压强分别为(容器内气体温度不变,大气压强为p 0)( ) 图1 A .np 0,1 n p 0 B.nV 0V p 0,V 0 nV p 0 C .(1+V 0V )n p 0,(1+V 0 V )n p 0 D .(1+nV 0V )p 0,(V V +V 0)n p 0 答案 D 解析 打气时,活塞每推动一次,就把体积为V 0、压强为p 0的气体推入容器内,若活塞工作

高考物理一轮复习学案:理想气体的四类变质量问题专题

理想气体的四类变质量问题专题 一、知识点讲解 类型(一) 充气问题在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的总质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。 类型(二)抽气问题 在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,解决该类变质量问题的方法与充气问题类似:假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。 类型(三)灌气问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 类型(四)漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象,便可使“变质量”转化成“定质量”问题。 二、练习题 1、(2021·山东等级考)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于() A.30 cm3B.40 cm3 C.50 cm3D.60 cm3 2.如图所示,竖直放置的均匀等臂U形导热玻璃管两端封闭,管内装有水银,右管水银面高于左管水银面。若右管水银上方为真空,不改变温度而通过阀门K放出少量水银,设稳定后左、右两管中液面相对于管壁下降的距离分别为L1和L2,则() A.L1>L2 B.L1=L2 C.L1<L2 D.无法比较L1、L2的大小关系 3.如图所示,一汽缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质 量的气体。已知汽缸不漏气,活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时,

变质量问题

变质量问题:分装、打气、漏气、抽气 一、变质量问题转化为定质量问题的方法 1.充气问题:向球、轮胎等封闭容器中充气选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象。 2.抽气问题:从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小。分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象。 3.分装问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中,把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象。 4.漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,选容器内剩余气体和漏出气体为研究对象。 二针对训练 1.容积为20 L的钢瓶充满氧气后,压强为150 atm,打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L的小瓶中,若小瓶原来是抽空的,小瓶中充气后压强为10 atm,分装过程中无漏气,且温度不变,那么最多能分装C A.4瓶B.50瓶C.56瓶D.60瓶 2.一只两用活塞气筒的原理如图所示(打气时如图甲所示,抽气时如图乙所示),其筒内体积为V0,现将它与另一只容积为V的容器相连接,开始时气筒和容器内的空气压强为p0,已知气筒和容器导热性良好,当分别作为打气筒和抽气筒使用时,活塞工作n次后,在上述两种情况下,容器内的气体压强分别为D 3.小张开车出差,汽车某个轮胎的容积为20L,在上高速前检验胎压为,此时车胎的温度为27℃,在经过几个小时的行驶进入服务区后,小张发现该轮胎有漏气现象,检测得出胎压变化为2atm,此时轮胎内气体的温度为87℃。 (1)求车胎漏出气体的质量占原来气体质量的比例; (2)求车胎温度恢复到27℃时车胎内气体的压强;(不考虑此过程的漏气和轮胎体积的变化) (3)补胎后,在第(2)的基础上给轮胎打气,假设每次打入气体的体积为,压强为1atm,温度为27℃,打多少次能使车胎内气体压强恢复到。 【答案】(1)(2)(3)50次 【解析】(1)对原来气体由理想气体状态方程,其中, 代入数据可得,漏出的气体占总体积的 (2)对轮胎内剩余的气体,由理想气体状态方程,其中,解得;(3),解得n=50次; 4.某热气球的球囊体积V1=×103m3。在热气球下方开口处燃烧液化气,使球囊内空气温度由T1=270K如图所示,某同学设计了一个压力送水装置由ABC三部分组成,A为打气筒,B为压力储水容器,C为细管,通过细管把水送到5m高处,细管的容积忽略不计。k1和k2是单向密闭阀门,k3是放水阀门,打气筒活塞和简壁间不漏气,其容积为,储水器总容积为发V=10L,开始储水器内有V1=4L气体,气体压强为p0。已知大气压强为p0=×105Pa,水的密度为,求: ①打气筒第一次打气后储水器内的压强; ②通过打气筒给储水器打气,打气结束后打开阀门k3,水全部流到5m高处,求打气筒至少打气多少 次。 【答案】①②次 ①取打气筒内气体和储水器内气体为研究对象,发生等温变化 则:解得:; ②储水器内水即将完全排出前的压强为,气体体积为: 设需要打气筒打次,以次所打气体和储水器内开始的气体为研究对象,根据等温变化有: 解得:次。 5.开始逐渐升高,热气球离地后,徐徐升空,当球囊内空气温度T2=300K时热气球停在空中。假设地面附近的大气压恒为p0,球囊体积始终不变。 (1)求热气球停在空中时球囊内剩余空气与升空前球囊内空气的质量之比k; (2)若热气球停在空中时停止加热,同时将热气球下方开口处封住,求球囊内空气温度降为T3=280K 时球囊内的空气压强p(结果可用分式表示)。 【答案】① ② ①假设升温后气体(包括跑掉的空气)的总体积为V2,根据盖-吕萨克定律有: 又:k=联立解得:k=②根据查理定律有:解得: 6.如图所示,有一热气球,球的下端有一小口,使球内外的空气可以流通,以保持球内外压强相等,球内有温度调节器,以便调节球内空气的温度,使气球可以上升或下降,设气球的总体积V0=500m3(球壳体积忽略不计),除球内空气外,气球质量M=180kg。已知地球表面大气温度T0=280K,密度ρ0=/m3,如果把大气视为理想气体,它的组成和温度几乎不随高度变化。

《气体》专题一 变质量问题(教师版)

《气体》专题一 变质量问题 对理想气体变质量问题,可根据不同情况用克拉珀龙方程、理想气体状态方程和气体实验定律进行解答。 方法一:化变质量为恒质量——等效的方法 在充气、抽气的问题中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。 方法二:应用密度方程 一定质量的气体,若体积发生变化,气体的密度也随之变化,由于气体密度 m V ρ=,故将气体体积m V ρ = 代入状态方程并化简得: 2 22111T p T p ρρ=,这就是气体状态发生变化时的密度关系方程. 此方程是由质量不变的条件推导出来的,但也适用于同一种气体的变质量问题;当温度不变或压强不变时,由上式可以得到:2 2 1 1 ρρp p = 和T T 211ρρ=,这便是玻意耳定律的密度 方程和盖·吕萨克定律的密度方程. 方法三:应用克拉珀龙方程 其方程为 。这个方程有4个变量:p 是指理想气体的压强,V 为理想气体的 体积,n 表示气体物质的量,而T 则表示理想气体的热力学温度;还有一个常量:R 为理想气体常数,R=8.31J/mol.K=0.082atm.L/mol.K 。 方法四: 应用理想气体分态式方程 若理想气体在状态变化过程中,质量为m 的气体分成两个不同状态的部分,或由若干个不同状态的部分 的同种气体的混合,则应用克拉珀龙方程 易 推出: 上式表示在总质量不变的前提下,同种气体进行分、合变态过程中各参量之间的关系, 可谓之“分态式”状态方程。 1.充气中的变质量问题 设想将充进容器内的气体用一根无形的弹性口袋收集起来,那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时,这些气体状态不管怎样变化,其质量总是不变的.这样,我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了. 例1.一个篮球的容积是2.5L ,用打气筒给篮球打气时,每次把5 10Pa 的空气打进去 3125cm 。如果在打气前篮球里的空气压强也是510Pa ,那么打30次以后篮球内的空气压强 是多少Pa ?(设在打气过程中气体温度不变)

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题115变质量气体问题(解析版)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第十九章 热学 专题115 变质量气体问题 第一部分 知识点精讲 气体实验定律的适用对象都是一定质量的理想气体,但在实际问题中,常遇到气体的变质量问题;气体的变质量问题,可以通过巧妙地选择合适的研究对象,把“变质量”问题转化为“定质量”的问题,从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解,常见以下四种类型: 1.充气问题:向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的“变质量”问题。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 2.抽气问题:从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题。分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 3.分装问题:将一个大容器内的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题。 4.漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用相关方程求解。如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象,便可使问题变成定质量问题,再用相关方程求解即可。 第二部分 最新高考题精选 1.(2022·全国理综甲卷·33(2))(10分)如图,容积均为0V 、缸壁可导热的A 、B 两汽缸放置在压强为0p 、温度为0T 的环境中:两汽缸的底部通过细管连通,A 汽缸的顶部通过开口C 与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第II 、Ⅲ部分的体积分别为01 8V 和014 V 。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。

理想气体变质量问题方法总结

理想气体变质量问题方法总结 理想气体变质量问题,是指在理想气体状态下,气体质量发生变化的一类问题。这类问题的研究对象是理想气体,因此需要遵循理想气体定律。解决这类问题的方法主要包括以下几种: 1. 理想气体定律 (pV = nRT): 理想气体定律是解决理想气体变质量问题的基础,其中 p 表示压强,V 表示体积,n 表示气体摩尔数,R 是气体常数,T 表示温度。在变质量过程中,质量与摩尔数的关系为:m = nM,其中 m 是质量,M 是摩尔质量。 2. 质量守恒: 在气体质量变化过程中,质量守恒原理仍然适用。即:系统内气体的质量增加或减少,应等于与外界气体质量的交换量。 3. 能量守恒与热力学第一定律: 在变质量过程中,热力学第一定律(能量守恒定律)仍然适用。即:系统内气体能量的增加或减少,应等于从外界获得或释放的能量。 4. 过程分析法: 根据气体在过程中所经历的具体状态,分析气体的状态参数(压强、体积、温度)之间的关系。例如,等压过程、等温过程、等熵过程(绝热过程)等。 5. 状态方程与状态函数: 状态方程是表示气体状态参数之间关系的方程,例如范德瓦尔斯方程。状态函数是描述气体状态的函数,例如内能、焓、熵等。通过

状态方程与状态函数的求解,可以求出气体变质量过程中的状态参数。 6. 基尔霍夫定律及其他物理定律: 在解决理想气体变质量问题时,还需要根据具体问题运用其他物理定律,如基尔霍夫定律、牛顿定律、连续性方程等。 通过以上方法的综合应用,可以解决理想气体变质量问题。在解题过程中,首先应找出题目中所涉及的物理过程,然后根据物理过程选择合适的物理定律和方法进行求解。最后,根据求解结果进行分析和讨论,得出问题的答案。

物理变质量气体问题

物理变质量气体问题 在物理学中,变质量气体是一种特殊的气体,与理想气体有所不同。理想气体的质量是不可变的,而变质量气体的质量会随着压强和温度的变化而发生改变。在本文中,我们将探讨变质量气体的特点及其与理想气体的区别。 变质量气体的定义和特点 变质量气体是指气体在压强变化、温度变化或化学反应过程中其质量发生改变的气体。这种气体的质量通常是指单位容积内气体的质量,因为它们的密度相对较高,且具有更高的分子量。变质量气体通常包括液体气体、高分子气体、溶液等。 不同于理想气体,变质量气体的分子之间会有相互作用力,从而导致气体分子的质量发生改变。但是,这种变化只针对一部分气体分子,而不是所有气体分子。这也是为什么在许多物理问题中,对于一个气体体系,我们可以假设其中一部分气体分子的质量是不变的,用能方便地进行计算和分析。 变质量气体的热力学过程

气体的热力学过程中,气体的质量保持不变,因此气体的质量特性并没有直接影响热力学过程。但在变质量气体的热力学过程中,气体质量会发生变化,这意味着我们需要在热力学过程中考虑质量变化对气体的影响。 例如,当一个变质量气体受到物体的压缩时,压缩力会迫使气体分子更加靠近,并使质量浓度密度增加。而这种增加的密度会导致气体的质量发生变化。在这种情况下,我们需要考虑质量变化对气体体积、压力和温度的影响。 变质量气体与理想气体的区别 变质量气体和理想气体有多个区别。最显著的区别是变质量气体的质量可以随着其体积、压力和温度的重新变化而改变。而理想气体的质量则保持不变。 其次,变质量气体的压缩和膨胀过程对气体质量的影响比理想气体更加显著。变质量气体在压缩或膨胀时,可以通过改变其质量来适应压强和温度的变化。但理想气体的质量不变,必须通过改变其体积和温度来适应压力变化。

高中物理 复习资料 变质量问题

实蹲市安分阳光实验学校中学高中物理 复习资料 变质量问题 一质量的理想气体的状态方程2 2 2111T v p T v p =和气体三个律只适用于解决气体质量不变的问题,倘若遇到气体质量发生变化的题型,设法使其转化成为质量 问题。 1、 选取适当的研究对象,将变质量问题转化成质量问题.[例] 贮气筒内压缩气体的温度是27℃,压强为40atm .从筒中放出一半质量的气体,并使筒内剩余气体温度降到12℃.这时剩余气体压强于多少? [解答] 把一半质量气体放到筒外,筒内气体的质量就变了,故不能直接用状态方程来求解.如果我们设想将放出的一半质量的气体用一根无形的弹性口袋收集 起来,并且使口袋的体积于筒的体积,温度也随筒内气体温度发生相同的变化,那么当我们取筒和口袋内的气体为研究对象时,这些气体状态不管怎样变化,其质量总是不变的.这样,我们就将变质量的问题转化成质量一的问题了. 设贮气筒体积为V ,画出状态变化示意图如图 所示.根据理想气体状态方程22 21 11T v p T v p = 2、用密度方程求解 [例] 说明:① 虽然此方程是由质量不变的条件推导出来的,但也适用于同一种气体的变质量 问题;②当温度不变或压强不变时,由上式可以得到:22 1 1 ρρp p = 和T T 211ρρ=,这 便是玻意耳律的密度方程和盖·吕萨克律的密度方程. 开口的玻璃瓶内装有空气,当温度自O ℃升高到100℃时,瓶内恰好失去质量为1g 的空气,求瓶内原有空气质量多少克? [解答] 由于玻璃瓶开口,瓶内外压强相,大气压认为是不变的,所以瓶内的空气变化可认为是压变化.设瓶内空气在0℃时密度为ρ1,在100℃时密度为ρ2, 瓶内原来空气质量为m ,加热后失去空气质量为Δm ,由于对同一气体来说,ρ∝m ,故有 m m m ∆-= 21ρρ……………① 根据盖·吕萨克律密度方程:T T 211ρρ=…………② 由①②式,可得: ▪ ex1:(1)一开口容器有气体,质量M o ,温度T o ,现气体温度升至T 1,则该气体, 逸出多少质量?(假容器外的温度和压力一直不变)

理想气体的四类变质量问题

理想气体的四类变质量问题 理想气体的四类变质量问题 引言 理想气体是热力学中的一个经典模型,它假设气体分子间的相互作用 可以忽略,从而使得气体分子之间的碰撞完全弹性,能量只有在碰撞 瞬间才会转移。这种假设使得理想气体具有简单、易于处理的特点。 在实际应用中,我们经常需要研究理想气体的四类变质量问题,即等 温过程、绝热过程、等压过程和等容过程。本文将对这四类问题进行 详细介绍。 一、等温过程 定义:在等温过程中,系统的温度保持不变。 特点:由于系统温度不变,所以系统内部能量也不会发生改变。 物理图像:当系统发生等温膨胀时(如活塞式容器内的气体被加热),外界对系统做功,使得系统内部分子运动增加,从而导致压强增大; 当系统发生等温压缩时(如活塞式容器内的气体被压缩),系统对外

界做功,并且对外界吸收热量来保证温度不变,使得系统内部分子运 动减少,从而导致压强减小。 理论公式:在等温过程中,理想气体的状态方程为: PV=nRT 其中P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R 为气体常数,T为气体的温度。根据热力学第一定律(能量守恒定律),可得等温过程中系统对外界所做的功为: W=nRTln(V2/V1) 其中W为系统对外界所做的功,V1和V2分别表示初始和最终状态下气体的体积。 二、绝热过程 定义:在绝热过程中,系统与外界不进行热量交换。 特点:由于系统与外界不进行热量交换,所以系统内部能量只有通过 做功才能改变。

物理图像:当系统发生绝热膨胀时(如活塞式容器内的气体被突然放松),外界对系统不做功,并且由于没有热量传递进入系统内部,使 得系统内部分子运动增加,从而导致压强降低;当系统发生绝热压缩 时(如活塞式容器内的气体被突然压缩),系统对外界不做功,并且 由于没有热量传递出去,使得系统内部分子运动减少,从而导致压强 增加。 理论公式:在绝热过程中,理想气体的状态方程为: PV^γ=常数 其中γ=Cp/Cv,Cp和Cv分别表示气体在定压和定容条件下的比热容。根据热力学第一定律(能量守恒定律),可得绝热过程中系统对外界 所做的功为: W=nCv(T1-T2) 其中W为系统对外界所做的功,T1和T2分别表示初始和最终状态下气体的温度。 三、等压过程 定义:在等压过程中,系统与外界保持常压。

专题75 有关理想气体的变质量问题、与热力学第一定律结合问题(解析版)

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训 专题75 有关理想气体的变质量问题、与热力学第一定律结合问题 特训目标 特训内容 目标1 充气问题(1T —3T ) 目标2 抽气问题(4T —6T ) 目标3 灌气问题(7T —9T ) 目标4 漏气问题(10T —12T ) 目标5 与热力学第一定律结合问题(13T —15T ) 一、充气问题 1.疫情防控期间,学校每天晚上都需要喷洒消毒水进行消毒。如图所示为一喷雾器装置,储液桶的总容积为6L ,打开密封盖装入5L 药液后,将密封盖盖上,此时内部密封空气压强为01atm p =。与储液桶相连的活塞式打气筒打气,每次打气筒可以打进01atm p =、3Δ100cm V =的空气,忽略打气过程中的温度变化,空气可视为理想气体,求: (1)要使喷雾器内空气压强增大到2 2.2atm p =,求打气筒应打气的次数n ; (2)喷雾器内空气压强达到2 2.2atm p =时,立即向外喷洒药液,此过程可认为气体温度不变,则药液上方压强降为1atm 时,剩下药液的体积V 剩。 【答案】(1)12;(2)3.8L

【详解】(1)打气之前喷雾器内空气体积为06L 5L 1L V =-=打气过程中喷雾器内空气经历等温变化,根据玻意耳定律有00020p V np V p V +∆=解得12n = (2)设药液上方压强降为1atm 时空气的体积为V 1,喷药过程中喷雾器内空气经历等温变化,根据玻意耳定律有2001p V p V =解得1 2.2L V =剩下药液的体积为105L () 3.8L V V V =--=剩 2.桶装纯净水及压水器如图甲所示,当人用力向下压气囊时,气囊中的空气被压入桶内,桶内气体的压强增大,水通过细水管流出。图乙是简化的原理图,容积为20L 的桶内有10L 的水,出水管竖直部分内外液面相平,出水口与桶内水面的高度差h =0.50m ,压水器气囊的容积V =0.20L ,水桶的横截面积为20.025m S =。空气可视为理想气体,忽略水桶颈部的体积变化。忽略出水管内水的体积,水的密度331.010kg/m ρ=⨯,外界大气压强51.010Pa p =⨯,取210m/s g =。 (1)若环境温度不变,假若第一次按压后,水没有流出,求此时桶内空气的压强; (2)至少需要把气囊完全压下几次,才能有水从出水管流出?(不考虑温度的变化) (3)若环境温度不变,按压出了2.5L 水,求压入的外界空气的体积。 【答案】(1)51.0210Pa ⨯;(2)3次;(3)3.25L 【详解】(1)水桶内气体体积不变,温度不变,根据玻意耳定律可得()0010p V V pV +=解得()00510 1.0210Pa p V V p V +==⨯ (2)水恰好流出时容器内气压520 1.0510Pa p p gh ρ=+=⨯根据玻意耳定律可得 ()0020p V nV p V += 解得n =2.5则至少需要3次才能有水从出水管流出。

高考物理计算题专项突破专题21之19 热学中的变质量气体问题(原卷版)

专题19 热学中的变质量气体问题 ①热力学温度与摄氏温度的关系:K t T 15.273+=; ②玻意耳定律:1C pV =;(1C 是常量)或2211V p V p = ③盖—吕萨克定律:T C V 2=(2C 是常量);或2211T V T V =或2 121T T p p =; ④查理定律:T C p 3=(3C 是常量);或2211T p T p =或2 121T T p p =; ⑤理想气体状态方程:222111T V p T V p =或C T pV =; ⑥热力学第一定律:W Q U +=∆; 在解决热力学中的变质量气体问题时,首先要选择合适的研究对象,进而确定模型(例如,打气模型、抽气模型、漏气模型、灌气模型等),进而将变质量转化为定质量。 其次要根据题干或图形,挖掘隐含条件,确定参量,弄清几个不同的过程,并找出不同过程中相关参量的联系;同时根据不同的过程确定初、末状态的参量。 最后,根据理想气体实验定律或理想气体状态方程,列方程求解即可。 1.充气问题:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体整体作为研究对象,这些气体的质量是不变的,这样,可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 2.抽气问题:在对容器内的气体抽气的过程中。对每一次抽气而言,气体质量发生变化。解决此类变质量问题的方法与充气问题类似:假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中。即用等效法把“变质

量”问题转化为“定质量”问题。 3.灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题,分析这类问题时。可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 4.漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题。如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象。便可使“变质量”问题转化为“定质量”问题。 5.求解方法点拨:一般情况下,灵活选择研究对象,使“变质量”气体问题转化为“定质量”气体问题。 典例1:(2022·山东·高考真题)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚、可认为体积恒定,B室壁簿,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ,重力加速度为g。大气压强为p0,求: (1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量 m; (2)鱼静止于水面下H1处时,B室内气体质量m1。 典例2:(2021·重庆·高考真题)定高气球是种气象气球,充气完成后,其容积变化可以忽略。现有容积为1V 的某气罐装有温度为1T、压强为 1 p的氦气,将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到 kp,k为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高平衡状态后,气罐和球内的温度均为1T,压强均为1 度,气球内气体视为理想气体,假设全过程无漏气。 (1)求密封时定高气球内气体的体积; (2)若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为2T,求此时气体的压强。 典例3:(2021·辽宁·高考真题)如图(a)所示,“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球,作为一种长期留空平台,具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、

高中气体变质量问题

气体变质量问题的处理 分析变质量问题时,可以通过巧妙选择合适的研究对象,使这类问题转化为一定质量的气体问题,用理想气体状态方程求解. 1.充气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题. 2.抽气问题 从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可看做是等温膨胀的过程. 3.灌气问题 将一个大容器中的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题. 4.漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用理想气体状态方程求解.如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使问题变成一定质量的气体状态变化的问题,可用理想气体状态方程求解. 对点例题某容积为20L的氧气瓶中装有30atm的氧气,把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中,使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm,如果每个小钢瓶中原有氧气的压强为1atm,问共能分装多少瓶?(设分装过程中无漏气,且温度不变) 解题指导设能够分装n个小钢瓶,则以氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象,分装过程中温度不变,遵守玻意耳定律. 分装前:氧气瓶中气体状态p1=30atm,V1=20L; 小钢瓶中气体状态p2=1atm,V2=5L. 分装后:氧气瓶中气体状态p1′=5atm,V1=20L; 小钢瓶中气体状态p2′=5atm,V2=5L. 由p1V1+np2V2=p1′V1+np2′V2得 n==瓶=25瓶. 答案25 技巧点拨 1.对于气体的分装,可将大容器中和所有的小容器中的气体看做一个整体来研究;2.分装后,瓶中剩余气体的压强p1′应大于或等于小钢瓶中应达到的压强p2′,通常情况下取压强相等,但不能认为p1′=0,因通常情况下不可能将瓶中气体全部灌入小钢瓶中. 1 / 2

气体专题一变质量问题

气体专题一 变质量问题 对理想气体变质量问题,可根据不同情况用克拉珀龙方程、理想气体状态方程和气体实验定律进行解答; 方法一:化变质量为恒质量——等效的方法 在充气、抽气的问题中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题; 方法二:应用密度方程 一定质量的气体,若体积发生变化,气体的密度也随之变化,由于气体密度 m V ρ=,故将气体体积 m V ρ=代入状态方程并化简得:222111T p T p ρρ=,这就是气体状态发生变化时的密度关系方程. 此方程是由质量不变的条件推导出来的,但也适用于同一种气体的变质量问题;当温度不变或压强不变时,由上式可以得到: 2 2 1 1 ρρp p = 和T T 211ρρ=,这便是玻意 耳定律的密度方程和盖·吕萨克定律的密度方程. 方法三:应用克拉珀龙方程 其方程为 ;这个方程有4个变量:p 是指理想气体的压强,V 为理想气体的体积,n 表示 气体物质的量,而T 则表示理想气体的;还有一个常量:R 为,; 方法四: 应用理想气体分态式方程 若理想气体在状态变化过程中,质量为m 的气体分成两个不同状态的部分,或由若干个不 同状态的部分 的同种气体的混合,则应用克拉珀龙方程 易推出: 上式表示在总质量不变的前提下,同种气体进行分、合变态过程中各参量之间的关系,可谓之“分态式”状态方程; 1.充气中的变质量问题 设想将充进容器内的气体用一根无形的弹性口袋收集起来,那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时,这些气体状态不管怎样变化,其质量总是不变的.这样,我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了. 例1.一个篮球的容积是2.5L ,用打气筒给篮球打气时,每次把510Pa 的空气打进去3125cm ;如果在打气前篮球里的空气压强也是510Pa,那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa 设在打气过程中气体温度不变

高中物理热学变质量问题归纳总结(解析版)

设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来,那么,当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时,这些气体的状态不管怎样变化,其质量总是不变的。 【典例1】.空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ,现再充入1.0 atm 的空气9.0 L .设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,则充气后储气罐中气体压强为( ) A .2.5 atm B .2.0 atm C .1.5 atm D .1.0 atm 【典例2】一只篮球的体积为V 0,球内气体的压强为p 0,温度为T 0。现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体,使球内气体压强变为3p 0,同时温度升至2T 0。篮球体积不变。求充入气体的体积。 【典例3】.水火箭的简化图如图所示,容器内气体的体积V=2L ,内装有少量水,容器口竖直向下,用橡胶塞塞紧,放在发射架上,打气前容器内气体的压强p 0=1.0×105Pa 。用打气筒通过容器口的阀门向容器内打气,每次能向容器内打入压强也为p 0、体积△V=100mL 的空气,当容器中气体的压强达到一定值时,水冲开橡胶塞,火箭竖直升空。已知橡胶塞与容器口的最大静摩擦力f =19.5N ,容器口的横截面积S=2cm 2,不计容器内水的压强及橡胶塞受到的重力,打气过程容器内气体的温度保持不变,求: (1)火箭发射升空瞬间容器内气体的压强p ; (2)打气筒需打气的次数n 。 抽气问题 在用抽气筒对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,解决这类问题的方法与充气问题类似:假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把变质量问题转化为恒质量问题。 【典例4】.用活塞式抽气机抽气,在温度不变的情况下,从玻璃瓶中抽气,第一次抽气后,瓶内气体的压强减小到原来的,要使容器内剩余气体的压强减为原来的625 256,抽气次数应为( ) A .2次 B .3次 C .4次 D .5次 【典例5】用容积为V ∆的活塞式抽气机对容积为V 0的容器中的气体抽气,如图所示。设容器中原来的气体压强为p 0,抽气过程中气体温度不变。求抽气机的活塞抽气n 次后,容器中剩 余气体的压强p n 为多少?

2022高考物理选考题专题--热学解答题(三)--气体变质量模型:变质量问题

气体变质量问题专题 一、变质量问题的求解方法 二、针对训练 1.一病人通过便携式氧气袋供氧,便携式氧气袋内密闭一定质量的氧气,可视为理想气体.温度为C o 0时,袋内气体压强为atm 25.1,体积为L 50. 在C o 23条件下,病人每小时消耗压强为atm 0.1的氧气约为L 20. 已知阿伏加德罗常数为-123mo 100.6l ,在标准状况(压强atm 0.1、温度C o 0)下,理想气体的摩尔体积都为L 4.2 2.求: (1)此便携式氧气袋中氧气分子数; (2)假设此便携式氧气袋中的氧气能够完全耗尽,则可供病人使用多少小时.(两问计算结果均保留两位有效数字)

2.“蹦蹦球”是儿童喜爱的一种健身玩具. 如图所示,小倩和同学们在室外玩了一段时间的蹦蹦球之后,发现球内气压不足,于是她便拿到室内放置了足够长的时间后用充气筒给蹦蹦球充气. 已知室外温度为C o 3 ,蹦蹦球在室外时,内部气体的体积为L 2,内部气体的压强为atm 2,室内温度为C o 27,充气筒每次充入L 2.0、压强atm 1的空气,整个过程中,不考虑蹦蹦球体积的变化和充气过程中气体温度的变化,蹦蹦球内气体按理想气体处理. 试求: (1)蹦蹦球从室外拿到室内足够长时间后,球内气体的压强; (2)小倩在室内想把球内气体的压强充到atm 3以上,则她至少充气多少次. 3.(2020·全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体). 甲罐的容积为 V ,罐中气体的压强为p ;乙罐的容积为V 2,罐中气体的压强为p 2 1. 现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等. 求调配后 (1)两罐中气体的压强; (2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比. 4.奥运会男子篮球比赛时所用篮球的内部空间体积是L .357,比赛时内部压强为kPa 170. 已知在C o 25,kPa 100时,气体摩尔体积约为L/mol 5.24. 比赛场馆温度为C o 25,气体的摩尔质量为mol g /29,大气压为Pa 510. (1)若比赛前,男子专用篮球是瘪的(认为没有气体),用打气简充气,每次能将1个大气压,L 375.0的气体充入篮球,需要充气几次,才能成为比赛用的篮球; (2)比赛时篮球内部的气体质量是多少.

变质量气体问题的分析技巧

分析变质量问题时,可通过巧妙地选择研究对象,使这类问题转化为一定质量的气体问题,用气体实验定律求解. (1)打气问题:向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题,只要选择球原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题. (2)抽气问题:从容器抽气的过程中,容器的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可以看做是等温膨胀过程. (3)灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题. (4)漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题.如果选容器剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体的状态方程求解. [典例1] 一太阳能空气集热器,底面与侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板, 集热器容积为V 0,开始时部封闭气体的压强为p 0.经过太阳曝晒,气体温度由T 0=300 K 升至T 1=350 K. (1)求此时气体的压强; (2)保持T 1=350 K 不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p 0.求集热器剩余气体的质量与原来总质量的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因. 解析 (1)由题意知气体体积不变,由查理定律得 p 0T 0=p 1T 1 得p 1=T 1T 0p 0=350300p 0=76 p 0 (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为V 2,由玻意耳定律可得p 1V 0=p 0V 2 则V 2=p 1V 0p 0=76 V 0 所以集热器剩余气体的质量与原来总质量的比值为 ρV 0ρ·76 V 0=67 因为抽气过程中剩余气体温度不变,故能不变,而剩余气体的体积膨胀对外做功.由热力学第一定律ΔU =W +Q 可知,气体一定从外界吸收热量. 答案 (1)76p 0 (2)67 ;吸热,原因见解析 [典例2] (2015·一中期中)用真空泵抽出某容器中的空气,若某容器的容积为V ,真空泵一次抽出空气的体积为V 0,设抽气时气体温度不变,容器里原来的空气压强为p ,求抽出n 次空气后容器中空气的压强是多少? 解析 设第1次抽气后容器的压强为p 1,以整个气体为研究对象.因为抽气时气体温度不变,则由玻意耳定律得 pV =p 1(V +V 0),所以p 1=V V +V 0p 以第1次抽气后容器剩余气体为研究对象,设第2次抽气后容器气体压强为p 2,由玻意耳定律有 p 1V =p 2(V +V 0),所以p 2=V V +V 0p 1=(V V +V 0 )2p

气体变质量问题

气体变质量问题 作者:余建刚 来源:《广东教育(高中)》2021年第10期

2021年廣东省高中学业水平选择性考试第15题,试题如下:“为了方便抽取密封药瓶里面的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里面然后再抽取药液,如图1所示,某药瓶的容器为0.9 mL,内装有0.5 mL的药液,瓶内气体的压强为1.0×105 Pa,护士把注射器内横截面积约为0.3 cm2,长度为0.4 cm,压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强.” 一、试题评析 本题以日常生活中鲜活常见的实例,原理考查情境化,回归生活,考查变质量气体问题中的充气模型,根据题目条件可知这是等温变化过程,找出两部分混合气体初始状态的压强、体积以及末状态的体积,再结合气体问题常见处理方法如等效法、分态式法或克拉伯龙方程,即可以得到答案.具体有以下两种解法: 方法一、设原瓶内气体体积为V1,则V1=(0.9-0.5)mL=0.4 mL, 注射器内为V2=LS=0.3×0.4 mL=0.12 mL 对瓶中气体及注射器气体作为研究对象,即可等温压缩过程. 根据波意耳定律,得 P1(V1+V2)=P2 V1 得P2 =1.3×105 Pa 方法二、设原瓶内气体体积为V1,则 V1=(0.9-0.5)mL=0.5 mL, 注射器内为V2=LS=0.3×0.4 mL=0.12 mL 根据克拉伯龙方程,对原瓶内气体有P1V1=n1RT,对注射器气体P1V2=n2RT, 对注入气体后瓶内气体有P2V1=n3RT 由n1+n2=n3得P1V1+P1V2=P2V1 得P2 =1.3×105 Pa 二、气体变质量问题的常见解题方法与策略

气体变质量问题汇总

气体变质量问题汇总 常见的几种变质量的情况 (1)打气问题:向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题,只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题. (2)抽气问题:从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可以看做是等温膨胀过程. (3)灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题. (4)漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题. 如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体的状态方程求解. (5)气体混合问题:两个或两个以上容器的气体混合在一起的 过程也是变质量气态变化问题.通过巧妙的选取研究对象及一些中间参量,把变质量问题转化为定质量问题来处理 思路;

1.将变转化为不变,因为我们只学会处理不变的规律.通过巧妙选取合适的研究对象,使这类问题转化为定质量的气体问题,从而利用气体实验定律或理想气体状态方程解决 2.利用克拉珀龙方程其方程为pV=nRT。这个方程有4个变量:p是指理想气体的压强,V为理想气体的体积,n表示气体物质的量,而T则表示理想气体的热力学温度;还有一个常量:R为理想气体常数,对任意理想气体而言,R是一定的,约为8.31J/(mol·K)。(补充分太式,密度式写法) 【典例1】一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K. (1)求此时气体的压强; (2)保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因.

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