【创新方案】高考物理一轮复习热学专家专题讲座新人教版

1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习专家专题讲座：第叶章热学（选修3-3）0专家专题讲座ZIITAIIJIA ZHUAHT 如变质量问题的求解方法分析变质量问题时，可以通过巧妙地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，用气态方程求解。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。解析时，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，故抽气过程看做是等温

2、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。解决这类问题时，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，可用理想气体状态方程求解。典例1钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1 L气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取 3L气体，这两种抽法中，抽取气体质量较多的是（）

3、A.第一种抽法B.第二种抽法C.两种抽法抽出气体质量一样多D.无法判断解析设初状态气体压强为 po,抽出气体后压强为 p,对气体状态变化应用玻意耳定 律，则：第一种抽法：pV= p1（V+ 1）p1= p0 ,PlV= P2（V+ 1）P2V=P3（V+ 1）V , V、36=5 =P0（V+1）ur 一 d LV3即二次抽元后：P3=P0 "+3S3v+i第二种抽法：P0V= p' （V+ 3）P =VV3P0=VT3VP0由此可知第一种抽法抽出气体后，剩余气体的压强小，即抽出气体的质量多。答案A典例2 标准状况下压强为 p°= 1.013 X 10 5 Pa,在

4、标准状况下用充气筒给一个体积 为V)=2.5 L的足球充气，如图1所示。充气前足球呈球形、内部空气的压强为1.013X105Pa,设充气过程中球内、外的温度始终保持20 C不变。在充气的最后时刻，对打气活塞施加的压力为F=200 No设打气筒为圆柱形，其活塞的截面积为S= 10 cm2,打气筒每次打气压下的高度为20 cm=不计各种摩擦，打气筒的活塞与连杆、把手的重力均不计。求：充气 过程中，打气筒的活塞下压了多少次？单向陶图1解析打气的最后时刻，设足球内气体的压强为 p,以活塞为对象，由平衡条件得P0S + F= pS,每次压下打气筒的体积为IS ,设共需要压下打气筒 n次。取足球内原有气体

5、与外面打进的气体整体为研究对象，做等温变化，由玻意耳定律得p0(M+nlS)=p-V0,解得n= 25(次)。答案25次专题小测验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V),开始时内部封闭气体的压强为6。经过太阳曝晒，气体温度由T0= 300 K升至Ti = 350 KoJnJB 气口进气口 Pr(1)求此时气体的压强；(2)保持Ti = 350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到白。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)设升温后气体的压强为 pi,由查理定律得po pi王

6、=十I。|1代入数据得pi=7po(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后的总体积为 V,由玻意耳定律得piM=poV联立式得V= 7%6设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意得联立式得k= 7吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所 以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。答案：见解析2. 某容积为20 L的氧气瓶中装有 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 ,问共能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变 )解析：设能够分装n个小钢瓶，则以氧

7、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，故遵守玻意耳定律。气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知pM+np2%= pi' Vi+np2' Vpi pi VS' p2 V因为 pi = 30 atm , p2= 1 atm , pi' = P2' = 5 atm ,V= 20 L , V2=5 L ,所以n=答案：253. (2011 海南高考)如图3所示，容积为 V的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V。打开气

8、阀，左管中水银面下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为 p ,大气压强为p。，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中 压缩空气的压强 pi。解析：气阀打开前，左管气体的压强为p。气阀打开后稳定时的压强p2= p0+ p gh根据等温变化，则有piVi+po%=p2(Vi + V0联立两式解得 pi=po+ 4Vi p gh Vi + V答案：po+7Vi4. 20ii年i0月9日广州白云区一居民房，因煤气泄漏引发爆燃起火事故，造成家中一名20多岁男子烧伤被困，幸被消防员救出并送医。消防员称厨房内泄漏的

9、煤气与厨房内 的空气混合，当混合后厨房内气体的压强达到i.05 atm 时(厨房内原来的空气压强为i.00atm),遇到火星将发生爆炸。设该居民家厨房(4 m x 2 mx 3 m)发生煤气泄漏时门窗紧闭。煤气管道内的压强为 4.00 atm ,且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变。(i)管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房时，遇到火星就会发生爆炸？(2)设煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到i.05 atm时遇到了火星并发生了爆炸。爆炸时厨房的温度由 27 C迅速上升至 2 000 C,估算此时产生的气体压强。解析：(i)居民厨房的容积为 %=24 m3=24 000L设有Vi升煤气泄漏出来，将其作为研究对象，它经历等温过程，泄漏前后的气压分别为pi和p2O达到发生爆炸的气压条件是p2= 0.05 atm,口p2V2由 piV = p2V2,得 Vi =Pi代入数值，得V = 300 L(2)爆炸瞬间气体来不及外泄，经历的是一个等容过程。爆炸前的温度为 Ti = (27 +