高中物理选修3-3课件：专题四-应用理想气体状态方程处理图象及变质量问题

专题四应用理想气体状态方程处理图象及变质量问题一、气体图象问题1．利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，同质量、不同体积的两条等容线，同质量、不同压强的两条等压线的关系． 例如：在图1甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1

两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2T1.[复习过关]1．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图2所示．下列说法中正确的是(

) A．c→a过程中，气体压强增大，体积变小

B．c→a过程中，气体压强增大，体积变大

C．a→b过程中，气体体积增大，压强减小

D．b→c过程中，气体压强不变，体积增大答案C2．一定质量的理想气体，从状态A经过状态B变化到状态C，如图3所示，图中BC是平行于横轴的直线，已知气体在状态A时的体积为VA＝0.2m3. (1)从状态A到状态B，气体的内能如何变化？

(2)求气体在状态B时的压强pB．

(3)求气体在状态C时的体积VC．答案(1)气体内能增加(2)1.33×106Pa

(3)0.25m33．一定质量的理想气体，在状态变化过程中的p－T图象如图4所示．在A状态时的体积为V0，试画出对应的V－T图象和p－T图象． 答案见解析图4．如图5所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K．求：(1)活塞刚离开B处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强p3；(3)在图中画出整个过程的p－V图线．答案(1)330K

(2)1.1p0

(3)见解析图(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2＝p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0.二、气体变质量问题 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，用相关规律求解．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的气体问题．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 分析从容器内抽气问题时，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 分析一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题时，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，再用相关方程求解即可．[复习过关]5．(多选)在室内，将装有5atm的6L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1atm)(

) A．5atm,3L B．1atm,24L C．5atm,4.8L D．1atm,30L

答案BC

解析当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确；据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体，C正确．6．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1L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(

) 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 答案A7．空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L．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．2.5atm B．2.0atm C．1.5atm D．1.0atm

答案A

解析p1V1＋p2V2＝pV(其中V1＝V)

代入数据解得p＝2.5atm，故A正确．8．活塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的，已知某贮气罐的容积为V0，气泵气筒的容积为V，设抽气过程中温度不变，贮气罐内气体原来压强是p0，抽气2次后，贮气罐内气体压强变为多少？9．一氧气瓶的容积为0.08m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧