气体专题一变质量问题教师版
变质量气体问题的处理方法
变质量气体问题的处理方法1. 引言变质量气体问题是指在热力学系统中，物质的质量发生变化而产生的一类气体问题。
这类问题涉及到物质的进出、化学反应以及物质转化等过程。
在工程实践和科学研究中，我们经常会遇到这类问题，并需要采取相应的处理方法。
本文将介绍变质量气体问题的处理方法，包括控制物质进出、考虑化学反应和转化以及计算相关参数等内容。
2. 控制物质进出在处理变质量气体问题时，首先需要考虑如何控制物质的进出。
常见的方法有以下几种：2.1 进料控制通过控制进料流量和进料时间来控制物质的进入系统。
可以使用阀门、泵等设备来调节流量，确保物质进入系统的稳定性。
2.2 排放控制通过控制排放流量和排放时间来控制物质的离开系统。
可以使用排放阀门、泄压装置等设备来调节流量，确保物质排放的安全性和稳定性。
2.3 密封控制在处理变质量气体问题时，需要注意系统的密封性。
通过选择合适的密封材料、设计合理的密封结构等方式，确保系统的密封性，防止物质的泄漏和外界空气的进入。
3. 考虑化学反应和转化变质量气体问题中常涉及到化学反应和物质转化。
在处理这类问题时，需要考虑以下几个方面：3.1 化学平衡对于存在多种化学反应的系统，需要考虑各个反应之间的平衡关系。
可以根据各个反应的速率常数、反应热力学数据等信息，利用热力学平衡条件求解各个组分的浓度或压力。
3.2 反应速率对于存在快速反应和慢速反应的系统，需要考虑各个反应之间的速率差异。
可以使用动力学模型描述快速反应和慢速反应之间的相互作用，并通过求解动力学方程得到各个组分的浓度或压力随时间变化的规律。
3.3 物质转化在处理变质量气体问题时，常常需要考虑物质之间的转化关系。
可以使用反应速率常数、平衡常数等数据，通过建立适当的动力学模型和质量守恒方程，求解各个组分的转化率和转化程度。
4. 计算相关参数在处理变质量气体问题时，需要计算一些与问题相关的参数。
常见的参数包括：4.1 流量流量是指单位时间内物质通过某一截面的数量。
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。
变质量气体的热力学过程必须考虑气体质量的变化对气体温度、压力和体积的影响。
总结变质量气体是一种特殊的气体，与理想气体有所不同。
变质量气体的质量是可变的，这种变化只针对一部分气体分子，而不是所有气体分子。
2023高考物理热学专题冲刺训练--气体实验定律的综合应用(三)--气体变质量问题
气体变质量问题一、变质量问题的求解方法二、针对练习1、一个篮球的容积是2.5 L，用打气筒给篮球打气时，每次把105 Pa的空气打进去125 cm3.如果在打气前篮球内的空气压强也是105 Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？(设打气过程中气体温度不变)2、某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27 ℃时，压强为3.0×103 Pa。
(1)当夹层中空气的温度升至37 ℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。
3、用容积为ΔV 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？4、(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 21. 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.5、某容积为20 L 的氧气瓶装有30 atm 的氧气，现把氧气分装到容积为5 L 的小钢瓶中， 使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm ，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm ，问能分装多少 瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)6、容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为C o 27,如果把它加热到C o 127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?7、某个容器的容积是10 L，所装气体的压强是2.0×106 Pa.如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？(设大气压是1.0×105 Pa)8、如图所示为某充气装置示意图。
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＝T1T0p0＝350300p0＝76p0（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＝p1V0p0＝76V0所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为ρV0ρ·76V0＝67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）76p0（2）67；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＝VV＋V0p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＝VV＋V0p1＝（VV＋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＝VV＋V0p n－1＝（VV＋V0）n p故抽出n次空气后容器内剩余气体的压强为（VV＋V0）n p.答案（VV＋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。
(教师用书)高中化学 专题1 第一单元 空气质量的改善教学设计 苏教版选修1
第一单元空气质量的改善第1课时空气质量报告温室效应(教师用书独具)●课标要求知道大气主要污染物，了解碳及其化合物对生态环境的影响。
●课标解读1.使学生知道大气主要污染物是氮氧化物，SO2，可吸入颗粒物。
2．了解温室效应的原因、危害和控制措施。
●教学地位本课时是《化学与生活》的开篇，空气质量是当前国家和个人都十分关注的一个问题，之所以将它放在书首，是为了让学生知道关注空气质量就是关注我们自身安全，树立环保意识。
(教师用书独具)●新课导入建议现在CCTV－4经常在空气质量检测栏目中播报主要大城市的空气质量，哪位同学知道空气质量播报的主要内容是什么？●教学流程设计课前预习安排：1.看教材P2－3填写【课前自主导学】中的“知识1空气质量报告”，并完成【思考交流1】。
看教材P3－4，填写【课前自主导学】中的“知识2温室效应”，并完成【思考交流2】2．建议方式：同学之间可以进行讨论交流⇒步骤1：1.导入新课2．本课时教学地位分析⇒步骤2：建议对思考交流多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究⇓步骤6：师生互动完成探究2“温室效应”，互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。
建议除例2外，可使用“教师备课资源”为您提供的备课资料拓展学生的思路⇐步骤5：在老师指导下，学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4题，检验学生对探究点的理解掌握情况⇐步骤4：教师通过例1和教材P2－3的讲解对探究1中的空气质量报告的内容，空气质量等级进行总结⇐步骤3：师生互动完成探究1“空气质量报告”，互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动⇓步骤7：教师通过例2和教材P3－4的讲解对探究2中的温室效应的概念、起因、危害、防治措施进行总结⇒步骤8：在老师指导下由学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的2、3、5题，检验学生对探究点的理解掌握情况⇒步骤9：先由学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】明确掌握已学的内容，最后安排学生课下完成【课后知能检测】1.SO2、2和可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。
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。
2025高考物理总复习四类变质量问题
T2＝(t2＋273) K＝600 K
由查理定律可得Tp01＝2Tp20
解得T1＝300 K。 (2)开始排气后，气窑内气体维持2p0压强不变，温度恒定为927 ℃， 则T3＝(t3＋273) K＝1 200 K
由盖－吕萨克定律可得VT20＝VT33
解得 V3＝2V0 本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例为Δmm＝V3－ V3V0＝12。
01 02 03 04 05
图2
(1)青铜鼎材料的总体积；
解析 设青铜鼎材料的总体积为ΔV，由玻意耳
定律得
p0(V0－ΔV)＝1145p0V0－ΔV＋116V0
解得 ΔV＝81V0。
答案
1 8V0
(2)抽气两次后，展柜内剩余空气与开始时空气的 质量之比。 解析 设第二次抽气后气体压强为p2，则有 1145p0(V0－ΔV)＝p2V0－ΔV＋116V0 设剩余气体压强为 p0 时体积为 V，则 p0V＝p2(V0－ΔV) 剩余气体与原气体的质量比mm21＝V0－VΔV 解得mm12＝129265。 答案 196∶225
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。
答案 1.3×105 Pa
解析 未向药瓶内注入气体前，药瓶内气体的压强p1＝1.0×105 Pa
体积V1＝(0.9－0.5) mL＝0.4 mL
注射器内气体的压强p0＝1.0×105 Pa 体积V0＝0.3×0.4 mL＝0.12 mL
代入数据解得n＝32(瓶)。 答案 32瓶
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”问题转化成“定质量” 问题。
气体--变质量问题分析20
《气体-----变质量问题分析》授课班级高二（2）班授课教师时间2019.04.11课型习题课核心素养目标知识与技能深入理解玻----马定律，并能熟练应用气体定律的克拉摆龙方程的变式，解决气体变质量问题。
过程与方法温故导新，由旧知识复习的习题处理导入新的学习内容，由理论推导，养成严谨的逻辑分析习惯，培养科学思维创新，物理分析与数学应用相结合。
情感态度价值观实事求事有理有据解决物理问题，积累科学分析问题的经验，发挥严谨数学分析在思维创新中的重要做用。
教学重点等温变化在特殊情况下的变式与应用教学难点变质量问题的处理方法，克拉摆龙方程的变式使用问题引导学生活动设计意图与教师引导自主完成课前学习教师引领学生复习温习旧知识，巩固强化1、小方同学在做托里拆利实验时,由于操作不慎,玻璃管漏进了一些空气,当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的读数只有,此时管中的水银面到管顶的距离为,求：(1)此时管内顶端漏进部分空气的压强是多少mmHg;(2)若当这个气压计的读数为水银柱时,实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强?设全过程温度保持不变.学生强化如何确定压强，及水银气压计的物理学原理玻意耳定律的使用①质量一定②温度不变2、给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压,体积为1L,将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为,请通过计算判断该包装袋是否漏气.学生自主判断展示做法提出疑问：漏气，质量有所减少为何还可用玻意耳定律3、一个足球的容积是2.5 L。
用打气简给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。
如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍?你在得出结论时考虑到了什么前提?实际打气时的情况能够满足你的前提吗？学生自主判断展示做法设问：气体增加，如何用玻意耳定律变质量问题如何处理？①思维方向②把握要点③条件变质量问题分类：1. 打气问题向球、轮胎中打气是一个典型的变质量气体问题。
变质量问题(打气、分装、漏气、抽气)
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20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装CA．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V，现，已知气筒和容器导热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D3．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）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＝500ｍ（球 （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 V 1=×103m 3。
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 4.22.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 21. 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/mol5.24. 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.5.恒温室内有容积为L 100的储气钢瓶，钢瓶中装有压强为0p 的理想气体，现使用两种方式抽取钢瓶中气体，第一种方式使用大抽气机，一次缓慢抽取L 10气体，第二种方式使用小抽气机，缓慢抽两次，每次抽取L 5气体. 求：(1)第一种方式抽气后钢瓶内气体的压强1p ；(2)第二种方式抽气后钢瓶内气体的压强2p ，并比较1p 和2p 大小关系.6.容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为C o 27,如果把它加热到C o 127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?7.容积为L 2的烧瓶，在压强为Pa 5100.1⨯时，用塞子塞住,此时温度为C o 27,当把它加热到C o 127时，塞子被打开了，稍过会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到C o 27，求:(1)塞子打开前的最大压强；(2)逐渐降温C o 27时剩余空气的压强，8.一容积不变的热气球刚好要离开地面时，球内空气质量kg 150=m ,温度K 2801=T ,在热气球下方开口处燃烧液化气，使球内温度缓慢升高，热气球缓慢升空，当气球内空气温度K 3002=T 时，热气球上升到离地面m 10高处.(1)求热气球离地面m 10高时球内空气的质量；(2)若热气球上升到离地面m 10高处时停止加热，同时将气球下方开口处封住，求球内空气温度降为K 280时球内气体的压强与刚离开地面时的压强之比.9.汽车修理店通过气泵给储气罐充气，再利用储气罐给用户汽车轮胎充气. 某容积为0V 的储气罐充有压强为09p 的室温空气，要求储气罐给原来气体压强均为05.1p 的汽车轮胎充气至03p ,已知每个汽车轮胎的体积为400V ，室温温度为C o 27. (1)求在室温下储气罐最多能给这种汽车轮胎充足气的轮胎数n ； (2)若清晨在室温下储气罐给n 个汽车轮胎充足气后，到了中午，环境温度上升到C o 32，求此时储气罐中气体的压强p .10.如图所示，A 、B 是两只容积为V 的容器，C 是用活塞密封的气筒，它的工作体积为V 5.0,C 与A 、B 通过两只单向进气阀a 、b 相连，当气筒抽气时a 打开、b 关闭，当气筒打气时b 打开、a 关闭，最初A 、B 两容器内气体的压强均为大气压强0p ，活塞位于气筒C 的最右侧. （气筒与容器间连接处的体积不计，气体温度保持不变)，求：(1)以工作体积完成第一次抽气结束后气筒C 内气体的压强1p ；(2)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后，A 、B 容器内的气体压强之比.11.2020年，在“疫情防控阻击战”中，为了防止“新型冠状病毒”的扩散，需要专业防疫人员不断进行消毒作业(图1)，比较简单的做法是利用农药喷雾器进行消毒. 图2为喷雾器的示意图，圆柱形喷雾器高为h ，内有高度为2h 的消毒水，上部封闭有压强为0p ，温度为0T 的空气. 将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K ，恰好有消毒水流出. 已知消毒水的密度为 ,大气压强恒为0p ，重力加速度为g ，喷雾口与喷雾器等高. 忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体.(1)求室内的温度；(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到消毒水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比.答案1.（1）24107.1⨯个 （2）h 4.3解析：（1）便携式氧气袋内的氧气可视为理想气体，设温度为C o 0时，袋内气体压强为1p ,标况下的压强为2p ,氧气在标况下的体积为2V ,假设发生等温变化，由玻意耳定律有：2211V p V p =， 解得L V 5.622=，物质的量为：mol V n 4.222=氧气分子数：24107.1⨯=⋅=A N n N 个(2)设氧气袋中的氧气在C o 23的体积为3V ，根据理想气体状态方程，有：232111T V p T V p =， 解得L V 77.673=， 可供病人使用的时间h V V t 4.303==2.（1）atm 920 （2）8次 解析：(1)设蹦蹦球从室外拿到室内足够长时间后，此过程气体体积不变，室外时：温度K 2701=T ,球内气体压强，atm 21=p ； 室内时：温度K 3002=T ,设球内气体压强为2p ，由查理定理得：2211T p T p =， 解得atm 9202=p （2）设至少充气n 次可使球内气体压强达到atm 3以上，以蹦蹦球内部气体和所充气体的整体为研究对象，由玻意耳定理可知，V p V n p V p 302)(=∆+， atm 10=p ,atm 33=p 解得8.7970==n ， 故小倩在室内把球内气体的压强充到3个大气压以上，她至少需充气8次.3.（1）p 32 （2）32 解析：(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p ,其体积变为1V ,由玻意耳定律有1)2(21pV V p =，① 现两罐气体压强均为p ，总体积为(1V V +). 设调配后两罐中气体的压强为'P ,由玻意耳定律有)2()('1V V p V V p +=+， ② 联立①②式可得p P 32'= ③(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p 时，体积为2V ,由玻意耳定律 2'pV V p = ④ ， 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k ， 由密度的定义有V V k 2= ⑤， 联立③④⑤式可得32=k4.（1）17 （2）g 97.14解析：(1)设大气压强为p ,比赛时篮球内气体的压强为0p ,内部空间为0V ，设需要充气n 次，由玻意耳定律得00V p pnV =， 代入数据得17=n(2)设篮球内气体的压强为kPa p 1001=时的体积为1V ,由玻意耳定律得1100V p V p = 篮球内气体的质量M V V m m⨯=1(M 为气体摩尔质量，m V 为摩尔体积，)联立解得g m 97.14=5.（1）01110p （2）0441400p ； 21p p > 解析：（1）第一种方式为等温变化，初始体积为L V 1000=,压强为0p ，末态体积L V 1101=,压强为1p ， 由玻意耳定律0011V p V p =， 解得011110p p = (2)第二种方式第一次抽取，末态压强为'2p ,体积L V 1052=， 由玻意耳定律可得002'2V p V p =， 解得0'2105100p p =， 同理第二次抽取，由玻意耳定律可得220'2V p V p =（由 联立解得 02441400p p =， 根据计算结果可得21p p >6. 41 解析：由于容器有小孔与外界相通，当温度升高时，气体将从小孔逸出,这是一个变质量问题.若取原来容器中一定质量的气体作为研究对象，假设在气体升温时,逸出的气体被一个无形的膜所密闭,就变成了质量一定的气体.设逸出的气体被一个无形的膜所密封，以容器 中原来的气体为研究对象，初态K 3001=T ,V V =1；末态K 4002=T ，V V V ∆+=2. 由盖-吕萨克定律:212211T V V T V T V T V ∆+==，得， 故3V V =∆.又因V V V m ∆=∆∆+=ρρm 1），（ ,ρ为加热后空气密度. 所以41343m m 1==∆+∆=∆V VV V V ）（ρρ7.（1）Pa 51033.1⨯ （2）Pa 4105.7⨯解析：(1)在塞子打开前，选瓶中的气体为研究对象:则有初态:Pa p 51100.1⨯=,K 3001=T ，末态:?2=p , K 4002=T ，根据查理定律2121T T p p = 可得:Pa p 521033.1⨯=(2)重新将塞子盖紧后，仍以瓶中的气体为研究对象，则有态:Pa p 5'1100.1⨯=,K 400'=T . 末态：?'2=p ， K 300'2=T 由查理定律Pa p 4'2105.7⨯=8.（1）kg 14 （2）1514 解析：(1)设气球刚离开地面时球内空气密度为1ρ，体积为1V ，压强为1p ,气球上升到离地面m 10高处时球内空气密度为2ρ,气球上升过程做等压变化，则由盖-吕萨克定律有2211T V T V =， 其中101ρm V =， 202ρm V =， 热气球离地面m 10高时球内空气质量12V m ρ= 解得kg 14=m(2)设封住开口后，球内气体的压强为3ρ,降温过程气体做等容变化，由查理定律有 2233T p T p =，其中21p p =，K 2803=T , 解得151413=p p9.（1）160 （2）005.3p解析：(1)设充气前，将每个轮胎中的气体压缩至03p 时，体积为1V ，气体发生等温变化 初始时，轮胎内气体压强为05.1p ,体积为400V ， 压缩后，轮胎内气体压强为03p ,体积为1V根据玻意耳定律有10003405.1V p V p ⋅=⋅， 轮胎内气体休积减少量为1040V V V -=∆ 以储气罐为研究对象，充气前，储气罐中气体的压强为09p ,体积为0V ， 充气后，储气罐中的气体压强为03p ，罐中剩余的气体的体积与充入轮胎的气体的体积之和为V n V ∆+0 储气罐给汽车轮胎充气时，整个过程储气罐中的气体做等温变化，由玻意耳定律有 )(390000V n V p V p ∆+=⋅， 解得160=n(2)由题可知，从清晨到中午，充气后储气罐中的气体做等容变化清晨，储气罐中气体的压强为03p ,温度为K 3000=T 中午， 储气罐中气体的压强为p ,温度为K 305=T ，由查理定理有Tp T p =003， 解得005.3p p = 10.（1）032p （2）7:2 解析：(1)第一次抽气后，A 、C 内气体发生等温膨胀，应用玻意耳定律可得V p V p )15.0(10+=， 解得0132p p = (2)第一次打气后，C 、B 内气体发生等温压缩，应用玻意耳定律可得 V p V p V p 2015.0=+⋅, 同理，第二次抽气后，对A 、C 内气体，有V p V p )15.0(31+= 第二次打气后，对C 、B 内气体，有V p V p V p 4235.0=+⋅联立解得抽气、打气各两次后A 、B 内气体压强比为7:2:43=p p11.（1）00)21(T p h g ρ+ （2）ghp gh p ρρ++00232 解析：（1）设喷雾器的横截面积为S ，喷雾器内气体体积为0V ，室内温度为1T ,移到室内后气体压强为1p ，则有20h S V ⋅=，移到室内一段时间，对喷雾器内液面受力分析有 201h g p p ρ+=， 喷雾器移到室内后气体做等容变化，由查理定律有1100T p T p = 联立解得：001)21(T p h gT ρ+=(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完液体后，压强为2p ,体积为2V ,则有Sh V =2，对喷雾器内气体受力分析有gh p p ρ+=02， 若此气体经等温变化，压强为1p 时，体积为3V ，则由玻意耳定律有2231V p V p =，同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为m ∆，则有0030V V V m m -=∆， 联立解得：ghp gh p m m ρρ++=∆000232。
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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．
第一次抽气
第二次抽气
以此类推，第 次抽气容器中气体压强降为
[拓展].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4atm，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）
解析：设最多能分装N个小钢瓶，并选取氧气瓶中的氧气和N个小钢瓶中的氧气整体为研究对象。
令 为篮球的体积, 为 次所充气体的体积及篮球的体积之和
则
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。
2.抽气中的变质量问题
用打气筒对容器抽气的的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似：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定质量的问题。
解析：瓶子开口，瓶内外压强相等，大气压认为是不变的，所以瓶内的空气变化可认为是等压变化．设瓶内空气在 时密度为 ，在 时密度为 ，瓶内原来空气质量为 ，加热后失去空气质量为 ，由于对同一气体来说， ，故有
①
根据盖·吕萨克定律密度方程： ②
由①②式，可得：
3、巧选研究对象
两个相连的容器中的气体都发生了变化，对于每一个容器而言则属于变质量问题，但是如果能巧妙的选取研究对象，就可以把这类变质量问题转化为定质量问题处理。
加热后平衡时两部分气体压强相等，均为 ，因此，可先以 、 中的气体作为研究对象（一定质量），假设保持温度 不变，压强由 增至 ，体积由（ ）变为V；再以此状态时体积为（ ）的气体为研究对象，压强保持 不变，温度由 升到 ,体积由（ ）变为 ,应用气体定律就可以求出 来。
先以 中气体为研究对象
初状态 ， , 末状态 ， ,
解析：对 中气体加热时， 中气体体积、压强、温度都要发生变化，
将有一部分气体从 中进入 中，进入 中的气体温度又变为 ，虽然 中气体温度不变，但由于质量发生变化，压强也随着变化（ 增大）,这样 、 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，那么能否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处理呢
例4.如图2所示， 、 两容器容积相同，用细长直导管相连，二者均封入压强为 ，温度为 的一定质量的理想气体，现使 内气体温度升温至 ，稳定后 容器的压强为多少
解析：因为升温前后， 、 容器内的气体都发生了变化，是变质量问题，我们可以把变质量问题转化为定质量问题。我们把升温前整个气体分为 和 两部分（如图3所示），以便升温后，让气体 充满A容器，气体 压缩进 容器，于是由气态方程或气体实验定律有：
例2.用容积为 的活塞式抽气机对容积为 的容器中的气体抽气，如图1所示。
设容器中原来气体压强为 ，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽动 次后，容器中剩余气体的压强 为多大
解析：如图是活塞抽气机示意图，当活塞下压，阀门a关闭，b打开，抽气机气缸中ΔV体积的气体排出．活塞第二次上提（即抽第二次气），容器中气体压强降为P2．根据玻意耳定律得
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。
按题设，分装前后温度T不变。
分装前整体的状态
分装后整体的状态：
由此有分类式：
代入数据解得：
，取34瓶
说明：分装后，氧气瓶中剩余氧气的压强 应大于或等于小钢瓶中氧气应达到的压强 ，即 ，但通常取 。千万不能认为 ，因为通常情况下不可能将氧气瓶中的氧气全部灌入小钢瓶中。
例3.开口的玻璃瓶内装有空气，当温度自 升高到 时，瓶内恰好失去质量为 的空气，求瓶内原有空气质量多少克
例1．一个篮球的容积是 ，用打气筒给篮球打气时，每次把 Pa的空气打进去 。如果在打气前篮球里的空气压强也是 Pa，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 体积，相等质量、压强为 的空气压到容积为 的容器中，所以打 次气后，共打入压强为 的气体的总体积为 ，因为打入的 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 、体积为 ；打气后容器中气体的状态为末状态：压强为 、体积为 ．
①
②
联立上面连个方程解得：
4、虚拟中间过程
通过研究对象的选取和物理过程的虚拟，把变质量问题转化为定质量问题。
例5.如图4所示的容器 与 由毛细管 连接， ,开始时， 、 都充有温度为 ,压强为 的空气。现使 中的气体的温度。
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 ，故将气体体积 代入状态方程并化简得： ，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： 和 ，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：