第8章-章末分層突破

1、.章末分層打破自我校對平均動能開爾文Kt273 K頻繁碰撞溫度體積平均動能密集程度pVCCC氣體實驗定律溫度C均等中間多，兩頭少封閉氣體壓強的計算方法封閉氣體壓強的計算是應(yīng)用氣體實驗定律的根底，大致可分為液體封閉氣體壓強的計算和固體封閉氣體壓強的計算1平衡時液體封閉氣體壓強的計算：液體封閉氣體壓強的計算的典型問題是水銀柱封閉氣體壓強的計算，采用的方法主要有： 1取等壓面法：即根據(jù)同種液體在同一程度液面處壓強相等，在連通器內(nèi)靈敏選取等壓面，由兩側(cè)壓強相等列方程求解壓強例如，在圖8­1中，C、D在同一液面處，兩點壓強相等，所以封閉氣體的壓強pp0gh其中h為液面間的豎直高度差，不一定是液

2、柱的長度圖8­12參考液片法：通常是在液體的最低點選取假想的液體薄片自身重力不計為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等，進而求得封閉氣體的壓強如下圖，設(shè)U形管的橫截面積為S，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知：pSgh0Sp0Sgh0SghS即得pp0gh2平衡時固體封閉氣體壓強的計算：固體封閉氣體壓強計算的典型問題是汽缸和活塞封閉氣體壓強的計算，通常選活塞或汽缸為研究對象，對其進展受力分析，列平衡方程求封閉氣體的壓強3容器加速運動時，封閉氣體壓強的計算：當(dāng)容器加速運動時，通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液體柱、固體等做研究對象，分析研究對象的受力情

3、況，再根據(jù)運動情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，可求得封閉氣體的壓強如圖8­2所示，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置玻璃管的下部封有長l125.0 cm的空氣柱，中間有一段長l225.0 cm 的水銀柱，上部空氣柱的長度l340.0 cm.大氣壓強為p075.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞圖中未畫出從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘120.0 cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的間隔 圖8­2【解析】研究玻璃管上、下兩端封閉氣體的初態(tài)和末態(tài)的狀態(tài)參量，根據(jù)大氣壓強和水銀柱長可求出封閉氣體的壓強，結(jié)合玻意耳定律求解以cmHg為壓強單位在活塞下推前，玻璃

4、管下部空氣柱的壓強為p1p0l2設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p1，由玻意耳定律得p1l1p1l1如圖，設(shè)活塞下推間隔 為l，那么此時玻璃管上部空氣柱的長度為l3l3l1l1l設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p2，那么p2p1l2由玻意耳定律得p0l3p2l3由至式及題給數(shù)據(jù)解得l15.0 cm.【答案】15.0 cm應(yīng)用狀態(tài)方程討論變質(zhì)量問題分析變質(zhì)量問題時，可以通過巧妙地選擇適宜的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題，用相關(guān)規(guī)律求解1充氣問題：向球、輪胎等封閉容器中充氣是一個典型的變質(zhì)量的氣體問題。只要選擇容器內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的

5、問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題2抽氣問題：沉著器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小，這屬于變質(zhì)量問題分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，可把抽氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題3分裝問題：將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看成整體來作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題4漏氣問題：容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，不能用相關(guān)方程求解假如選漏出的氣體和容器內(nèi)剩余氣體為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量的氣體狀態(tài)變化，再用相關(guān)方程求解即可一只兩用活塞氣筒的原

6、理如圖8­3所示打氣時如圖甲，抽氣時如圖乙，其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，氣筒和容器內(nèi)的空氣壓強為p0，氣筒和容器導(dǎo)熱性能良好，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強分別為多少？甲乙圖8­3【解析】打氣時，活塞每推動一次，把體積為V0、壓強為p0的氣體推入容器內(nèi)，假設(shè)活塞工作n次，就是把壓強為p0、體積為nV0的氣體推入容器內(nèi)、容器內(nèi)原來有壓強為p0、體積為V的氣體，如今全部充入容器中，根據(jù)玻意耳定律得：p0VnV0pV所以pp01np0抽氣時，活塞每拉動一次，把容器中的氣體的體積從V膨脹為VV0，而容器中的氣

7、體壓強就要減小，活塞推動時，將抽氣筒中的V0氣體排出，而再次拉動活塞時，將容器中剩余的氣體從V又膨脹到VV0，容器內(nèi)的壓強繼續(xù)減小，根據(jù)玻璃耳定律得：第一次抽氣：p0Vp1VV0，那么p1p0第二次抽氣：p1Vp2VV0那么p2p12p0那么第n次抽氣后：pnnp0【答案】p0，np0氣體狀態(tài)變化的圖象問題1.常見的有p ­V圖象、V ­T圖象、p ­T圖象三種2要可以識別p ­V圖象、p ­T圖象、V ­T圖象中的等溫線、等容線和等壓線，能從圖象上解讀出狀態(tài)參量和狀態(tài)變化過程3根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程C，得到V·T或p

8、3;T，認識p ­圖象、V ­T圖象、p ­T圖象斜率的意義4作平行于橫軸或縱軸的平行線，與同一坐標(biāo)系內(nèi)的兩條p ­V線或p­線，或兩條V ­T線或兩條p ­T線交于兩點，兩點橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)一樣，根據(jù)縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)關(guān)系，比較第三物理量的關(guān)系如圖8­4所示，1、2、3為一定質(zhì)量理想氣體在p­V圖中的三個狀態(tài)該理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過程123到達狀態(tài)3，其中23之間圖線為雙曲線狀態(tài)1的參量為p11.0×105 Pa，V12 L，T1200 K.圖8­4 1假設(shè)狀態(tài)2的壓強p24.0×

9、105 Pa，那么溫度T2是多少？2假設(shè)狀態(tài)3的體積V36 L，那么壓強p3是多少？【解析】112是等容變化由查理定律得：T2T1800 K223是等溫變化由玻意耳定律p2V2p3V3得：p3×105 Pa.【答案】1800 K2×105 Pa如圖8­5所示，表示一定質(zhì)量的理想氣體沿箭頭所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，那么該氣體壓強變化情況是圖8­5A從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小B從狀態(tài)d到狀態(tài)e，壓強增大C從狀態(tài)e到狀態(tài)a，壓強減小D從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強不變E從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強減小【解析】在V ­T圖象中等壓線是過坐標(biāo)原點的直線由理想氣體狀

10、態(tài)方程知.可見，當(dāng)壓強增大，等壓線的斜率k變小由題圖可確定pa<pepdpcpb.【答案】ACE解決圖象問題應(yīng)注意的幾個問題1看清坐標(biāo)軸，理解圖象的意義：圖象上的一個點表示一定質(zhì)量氣體的一個平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量；圖象上的一條直線或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個過程2觀察圖象，弄清圖象中各量的變化情況，看是否屬于特殊變化過程，如等溫變化、等容變化或等壓變化3假設(shè)不是特殊過程，可在坐標(biāo)系中作特殊變化的圖象如等溫線、等容線或等壓線實現(xiàn)兩個狀態(tài)的比較4涉及微觀量的考察時，要注意各宏觀量和相應(yīng)微觀量的對應(yīng)關(guān)系1.對于一定量的稀薄氣體，以下說法正確的選項是A壓強變大時，分子熱運動必然變

11、得劇烈B保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈C壓強變大時，分子間的平均間隔 必然變小D壓強變小時，分子間的平均間隔 可能變小E保持壓強不變時，分子間的平均間隔 可能變大【解析】壓強變大時，氣體的溫度不一定升高，分子的熱運動不一定變得劇烈，應(yīng)選項A錯誤；壓強不變時，假設(shè)氣體的體積增大，那么氣體的溫度會升高，分子熱運動會變得劇烈，應(yīng)選項B、E正確；壓強變大時，由于氣體溫度不確定，那么氣體的體積可能不變，可能變大，也可能變小，其分子間的平均間隔 可能不變，也可能變大或變小，應(yīng)選項C錯誤；壓強變小時，氣體的體積可能不變，可能變大也可能變小，所以分子間的平均間隔 可能不變，可能變大，可能變小應(yīng)選項D正

12、確【答案】BDE2一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開場時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣假設(shè)氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天【導(dǎo)學(xué)號：11201957】【解析】設(shè)氧氣開場時的壓強為p1，體積為V1，壓強變?yōu)閜22個大氣壓時，體積為V2.根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3V2V1設(shè)用去的氧氣在p01個大氣壓壓強下的體積為V0，那么有p2V3p0V0設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，那么氧氣可用的天數(shù)為NV0/V聯(lián)立式，并代入數(shù)

13、據(jù)得N4天【答案】4天3.如圖8­6，容積均為V的汽缸A、B下端有細管容積可忽略連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞質(zhì)量、體積均可忽略初始時，三個閥門均翻開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強到達大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.室溫為27 ，汽缸導(dǎo)熱圖8­61翻開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；2接著翻開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；3再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強【解析】1設(shè)翻開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1.依題意，被活塞分開的兩部

14、分氣體都經(jīng)歷等溫過程由玻意耳定律得p0Vp1V13p0Vp12VV1聯(lián)立式得V1p12p0.2翻開K3后，由式知，活塞必定上升設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2V22V時，活塞下氣體壓強為p2.由玻意耳定律得3p0Vp2V2由式得p2p0 由式知，翻開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為p2p0.3設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1300 K升高到T2320 K的等容過程中，由查理定律得將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得p31.6p0.【答案】12p02上升直到B的頂部31.6 p04一熱氣球體積為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.空氣在1個大氣壓、溫度為T0時的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g.1求該熱氣球所受浮力的大??；2求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；3設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)