第08節(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律(Ⅱ)

1、理想氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用專題一關(guān)聯(lián)氣體狀態(tài)變化問題姓名：班級(jí)：、知識(shí)回顧:1氣體實(shí)驗(yàn)定律(1) 玻意耳定律：(2) 查理定律： (3) 蓋呂薩克定律： (4) 理想氣體狀態(tài)方程： 2、已知大氣壓強(qiáng)為 po=ho cmHg，Pi=hicmHg在圖中各裝置中水銀柱均處于靜止?fàn)顟B(tài)，求被 封閉氣體A、B的壓強(qiáng)(用給定的字母表示)TA43、如圖氣缸內(nèi)部橫截面積均為S,活塞的質(zhì)量均為 m,已知大氣壓強(qiáng)為poo 重力加速度為g。求封閉氣體 A、B的壓強(qiáng)各多大？(用給定的字母表示)mm AmBPlmA4、有關(guān)容器、活塞材料說明:(1 )輕質(zhì)活塞活塞質(zhì)量忽略不計(jì)(2)活塞、容器導(dǎo)熱封閉氣體與外界有熱量交換，直到與外

2、界溫度相同為止111!,r!r!ci ci- -(3)活塞、容器絕熱封閉氣體與外界沒有熱量交換二、關(guān)聯(lián)氣體狀態(tài)變化問題例1、（18年卷1改編）如圖，容積為 V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為 S的活塞將汽缸分 成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K。開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為 po,現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為 V時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積是8不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)5解題方法小結(jié)：練習(xí)1、（2015期末改編）如圖所示，開口向上豎直放置

3、的內(nèi)壁光滑的汽缸，其側(cè)壁是絕熱的，底部導(dǎo)熱，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的密閉活塞，活塞 A導(dǎo)熱，活塞B絕熱，將缸內(nèi)理想氣體分成i、n兩部分。初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)處于平衡，i、n兩部分氣體的長(zhǎng)度均為Io,溫度為To。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為 po保持不變，活塞橫截面積為 S,厚度不計(jì)，且 mg= poS, 環(huán)境溫度保持不變?；钊鸄上逐漸添加鐵砂，當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于 2m兩活塞重新處于平衡時(shí)，2）求活塞A離汽缸底部的高度?例2、如圖所示，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，左側(cè)封閉的理想氣體柱長(zhǎng)li=10cm,右側(cè)封閉的理想氣體柱長(zhǎng)l2=14cm,兩側(cè)管內(nèi)水銀面高度相同，初始時(shí)左側(cè)管內(nèi)理想氣體的溫度 為27 C?，F(xiàn)對(duì)左側(cè)管

4、內(nèi)氣體緩慢加熱，當(dāng)它的溫度上升到227 C時(shí)，兩側(cè)管內(nèi)氣體體積相等，分別求27 C時(shí)和227 C時(shí)左側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（右側(cè)管內(nèi)氣體溫度不變）1! hLJ練習(xí)2、（ 2013卷2改編）如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)熱玻璃管豎直放置。玻璃 管的下部封有長(zhǎng)lB=25.0cm的空氣柱，中間有一段長(zhǎng)h=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度lA=40.0cm。已知大氣壓強(qiáng)為 po=75.OcmHg?，F(xiàn)將一活塞從玻璃管開口處緩慢往下推，使 管下部空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)閘B=20.0cm。假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞最終到玻璃管底 部的高度是多少？活塞下推的距離是多少？三、課后練習(xí)：1、如圖，絕熱汽缸A

5、與導(dǎo)熱汽缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞（兩 活塞面積相等）與兩汽缸間均無摩擦。兩汽缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時(shí)體積均為V0、溫度均為To。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A 中氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?.2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變。則此時(shí)汽缸 A中氣 體的體積VA=，溫度Ta=。2、在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為11=18.0 cm和12=12.0 cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求 U形管平放

6、時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中，氣體溫度不變。3、如圖所示，高為h、上端開口的氣缸內(nèi)壁光滑，除底部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。在氣缸頂部有一個(gè)厚度不計(jì)的絕熱卡環(huán)，在氣缸內(nèi)有兩個(gè)厚度不計(jì)的絕熱輕質(zhì)活塞A、B,它們31距氣缸底部的距離分別為 和qh.活塞 A B之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體 I，活塞B的 下方封閉了一定質(zhì)量的理想氣體n，氣體 I、n的溫度均為 27 C.現(xiàn)利用電熱絲對(duì)氣體 I 緩慢加熱，求： 活塞A剛好上升到卡環(huán)處時(shí)氣體 I的溫度？此時(shí)氣體n各狀態(tài)參數(shù)如何變化？ 氣體I的溫度為800K時(shí)，活塞A、B間的距離。理想氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用專題一關(guān)聯(lián)氣體狀態(tài)變化問題參考答案例1、設(shè)活塞再次平衡后

7、，活塞上方氣體的體積為V1,壓強(qiáng)為P1；下方氣體的體積為 V2,壓強(qiáng)為P2，在活塞下移的過程中，活塞上下方氣體的溫度均保持不變。由玻意耳定律得由已知條件得Vi =V V+6 8設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為 m由力的平衡條件得p2S = pQ mg聯(lián)立以上各式得m二15 26g變式練習(xí)1、初狀態(tài)I氣體壓強(qiáng) p p0 四 =2p0n氣體壓強(qiáng)p p1 -= 3p0（ 1分）S添加鐵砂后I氣體壓強(qiáng) p_ = p0 3mg = 4 p0Sn 氣體壓強(qiáng) p2 二 p1 = 5p0（1 分）Sn氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p2l0S = p2l2S（ 2分）得12=0.610則B活塞下降的咼度 h2= l 0-

8、 l 2 = 0.4 l 0（1分）I氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p0s二p1hS（1分） 可得I 2=0.5 10只對(duì)n氣體加熱，I氣體狀態(tài)不變，所以當(dāng)A活塞回到原來位置時(shí)，n氣體此時(shí)長(zhǎng)度12=21。一0.51。=1.51（1 分）例2、以cmHg為壓強(qiáng)單位。在活塞下推時(shí)，玻璃管下部空氣柱的壓強(qiáng)為P1 =P02設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強(qiáng)為P1，由玻意耳定律得P*1 = P2I2如圖，設(shè)活塞下推距離為I，則此時(shí)玻璃管上部空氣柱的長(zhǎng)度為3=打 + h -1 J-I設(shè)此時(shí)玻璃管上部空氣柱的壓強(qiáng)為P3，則P3 - P1由玻意耳定律得p03 二 p3I3由至式及題給數(shù)據(jù)解得 I =15.0cmI

9、3變式練習(xí)2設(shè)初始時(shí)割和兩營(yíng)氣體體積相同吋左刪菅內(nèi)氣悻的壓強(qiáng)分別為冋、旳，貝惰 呼S _ pii +山）5對(duì)左贍：口 Tj赭側(cè)管：譏=（珂-3口-山茸中 Ap=2AJ（cmHg） t T| = 3MAr T.=500K當(dāng)它的溫度上升到睥江時(shí)，兩狽煙內(nèi)汽體體積相竽，則有：石+41=1廠077眸得p = l&rm/fj p = 25cm/Jr?練習(xí)題:1、7Vo61.4 Topl和p2。U形管水平放置時(shí),2、設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為P,此時(shí)原左、右兩邊氣體長(zhǎng)度分別變?yōu)?1 和12 。由力的平衡條件有町丹亠加4-卻貳中&為水銀密度，g為重辦加速虞大中* 由頊意耳定律有piii-p】p512-pl；iir-i 1-12-121由式和趣給強(qiáng)件得llr-22.5 ctn12r-7.5 he3、活塞A升至頂部的過程中，理想氣體I的壓強(qiáng)不變，所以活塞歷等壓過程，設(shè)氣缸的橫截面積為S,開始時(shí)理想氣體v=（3）hs=h4 24開始時(shí)理想氣體I的溫度：T1=273C +27 C =300K、 1活塞A碰到卡環(huán)時(shí)，氣體I的體積：Va= hS2I的體積為（1（1（1分）分）分）對(duì)理想氣體I，由蓋？呂薩克定律可得：出二業(yè)T1T2（1 分）代入數(shù)據(jù)可得：T2=600K活塞