2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)第十四章熱學(xué)專題14.9與氣體相關(guān)的實(shí)際問題.docx

專題14.9 與氣體相關(guān)的實(shí)際問題1(10分)如圖所示為氣壓式保溫瓶的原理圖，整個(gè)保溫瓶的容積為V，現(xiàn)瓶中裝有體積為V的水，瓶中水的溫度為T1，管內(nèi)外液面一樣高，瓶中水面離出水口的高度為h，已知水的密度為，大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)管的體積，重力加速度為g.若從頂部向下按活塞蓋子，假設(shè)按壓的過程緩慢進(jìn)行，則瓶內(nèi)空氣壓縮量至少為多少，才能將水壓出？若瓶的氣密性非常好，則瓶中氣體的溫度降為T2時(shí)，管內(nèi)外液面高度差為多少？若瓶的氣密性非常好，則瓶中氣體的溫度降為T2的過程中，氣體發(fā)生的是等容變化，設(shè)溫度為T2時(shí)，管內(nèi)外液面的高度差為H，則這時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p0gH則有求得H2(10分)某同學(xué)家新買了一雙門電冰箱，冷藏室容積107 L，冷凍室容積118 L，假設(shè)室內(nèi)空氣為理想氣體(絕對零度取273 )若室內(nèi)空氣摩爾體積為22.5103 m3/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023mol1，在家中冰箱不通電的情況下關(guān)閉冰箱密封門后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個(gè)空氣分子？若室內(nèi)溫度為27 ，大氣壓強(qiáng)為1105 Pa，關(guān)閉冰箱密封門通電工作一段時(shí)間后，冷藏室內(nèi)溫度降為6 ，冷凍室內(nèi)溫度降為9 ，此時(shí)冷藏室與冷凍室中空氣的壓強(qiáng)差為多大？冰箱工作時(shí)把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請分析說明這是否違背熱力學(xué)第二定律3.（2017全國III卷332）一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管和。長為，頂端封閉， 上端與待測氣體連通；下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時(shí)，與相通；逐漸提升R，直到中水銀面與頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入，且中水銀面比頂端低h，如圖（b）所示。設(shè)測量過程中溫度、與相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變，已知和的內(nèi)徑均為d，的容積為，水銀的密度為，重力加速度大小為g。求：（i）待測氣體的壓強(qiáng)；（ii）該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚╥）；（ii）設(shè)末狀態(tài)時(shí)研究對象壓強(qiáng)為，末狀態(tài)時(shí)由理想氣體狀態(tài)方程有，由連通器原理有：聯(lián)立以上方程可解出：（ii）隨著的增加，單調(diào)遞增，由題意有，當(dāng)時(shí)是該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)，即，4.（2017全國II卷332）一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度為T0時(shí)的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。（i）求該熱氣球所受浮力的大??；（ii）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；（iii）設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。【參考答案】（i） （ii） （iii）【參考解析】（i）設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度T0時(shí)的體積為V0，密度為 溫度為T時(shí)的體積為VT，密度為：由蓋呂薩克定律可得： 聯(lián)立解得： 氣球所受的浮力為： 聯(lián)立解得： 5(10分)用傳統(tǒng)的打氣筒給自行車打氣時(shí)，不好判斷是否已經(jīng)打足了氣某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)經(jīng)過思考，解決了這一問題他們在傳統(tǒng)打氣筒基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下的改裝(示意圖如圖甲所示)：圓柱形打氣筒高H，內(nèi)部橫截面積為S，底部有一單向閥門K，厚度不計(jì)的活塞上提時(shí)外界大氣可從活塞四周進(jìn)入，活塞下壓時(shí)可將打氣筒內(nèi)氣體推入容器B中，B的容積VB3HS，向B中打氣前A、B中氣體初始壓強(qiáng)均為p0，該組同學(xué)設(shè)想在打氣筒內(nèi)壁焊接一卡環(huán)C(體積不計(jì))，C距氣筒頂部高度為hH，這樣就可以自動控制容器B中的最終壓強(qiáng)求：假設(shè)氣體溫度不變，第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時(shí)，容器B內(nèi)的壓強(qiáng)；要使容器B內(nèi)壓強(qiáng)不超過5p0，h與H之比應(yīng)為多大【名師解析】第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時(shí)，設(shè)容器B內(nèi)的壓強(qiáng)為pB，C距底部HhH/3由玻意耳定律得p0(VBHS)pB(VBHS/3)解得 pB1.2p0對打氣筒內(nèi)的氣體，要使容器B內(nèi)壓強(qiáng)不超過5p0，意味著活塞從頂端下壓至C處時(shí)，打氣筒C處以下的壓強(qiáng)不能超過5p0，由玻意耳定律得 p0HS5p0(Hh)S解得6(2016陜西五校一模)如圖所示是農(nóng)業(yè)上常用的農(nóng)藥噴霧器，貯液筒與打氣筒用細(xì)連接管相連，已知貯液筒容積為8 L(不計(jì)貯液筒兩端連接管體積)，打氣筒活塞每循環(huán)工作一次，能向貯液筒內(nèi)壓入1 atm的空氣200 mL，現(xiàn)打開噴霧頭開關(guān)K，裝入6 L的藥液后再關(guān)閉，設(shè)周圍大氣壓恒為1 atm，打氣過程中貯液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變。求：(1)要使貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3 atm，打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù)；(2)打開噴霧頭開關(guān)K直至貯液筒內(nèi)、外氣壓相同時(shí)，貯液筒向外噴出藥液的體積?！緟⒖即鸢浮?1)20次(2)4 L打入貯液筒氣體后的壓強(qiáng)：p23 atm由理想氣體方程得：p1V1p2V2解得：V4 L打氣次數(shù)：n20(2)打開噴霧頭開關(guān)K直至貯液筒內(nèi)外氣壓相同時(shí)，p31 atm由理想氣體方程得：p1V1p3V3解得：V3V16 L故噴出藥液的體積VV3V04 L7.(2016山西省高三質(zhì)檢) (2)型號是LWH15910.015的醫(yī)用氧氣瓶，容積是10 L，內(nèi)裝有1.80 kg的氧氣。使用前，瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.4107 Pa，溫度為37 。當(dāng)用這個(gè)氧氣瓶給患者輸氧后，發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)?.0106 Pa，溫度降為27 ，試求患者消耗的氧氣的質(zhì)量。8(2016河北邯鄲一中質(zhì)檢)如圖所示蹦蹦球是一種兒童健身玩具，小明同學(xué)在17的室內(nèi)對蹦蹦球充氣，已知兩球的體積約為2L，充氣前的氣壓為1atm，充氣筒每次充入0.2L的氣體，忽略蹦蹦球體積變化及充氣過程中氣體溫度的變化，求：充氣多少次可以讓氣體壓強(qiáng)增大至3atm；室外溫度達(dá)到了13，蹦蹦球拿到室外后，壓強(qiáng)將變?yōu)槎嗌伲俊久麕熃馕觥繐?jù)題充氣過程中氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律求解當(dāng)溫度變化，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律求解設(shè)充氣n次可以讓氣體壓強(qiáng)增大至3atm據(jù)題充氣過程中氣體發(fā)生等溫變化，以蹦蹦球內(nèi)原來的氣體和所充的氣體整體為研究對象，由玻意耳定律得：P1（V+nV）=P2V代入：1（2+n0.2）=32解得 n=20（次）9.（9分）（2016湖南十三校聯(lián)考）圖為一個(gè)橫截面積足夠大的噴水裝置，內(nèi)部裝有200L水，上部密封1atm的空氣1.0L。保持閥門關(guān)閉，再充入2atm的空氣1.0L。設(shè)在所有過程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變。 求充入2atm的空氣1.0L后密封氣體的壓強(qiáng) 打開閥門后，水從噴嘴噴出(噴嘴與水平等高)，通過計(jì)算，畫出噴水過程中氣體狀態(tài)變化的圖象，求最后容器內(nèi)剩余水的體積。(不計(jì)閥門右側(cè)的管中水的體積及噴嘴與裝置中水平的高度差)【參考答案】3atm 3.0L；圖見解析【名師解析】氣體做等溫變化，P0=1atm，P1= 2atm ，V0=1.0L ，V1=1.0L2atm的空氣在P0時(shí)的體積 P1V1=P0V2 相當(dāng)于密封的空氣V0和加的空氣V2 做等溫變化： P0(V2+V