第8章-章末分層突破

1、.章末分層打破自我校對(duì)平均動(dòng)能開爾文Kt273 K頻繁碰撞溫度體積平均動(dòng)能密集程度pVCCC氣體實(shí)驗(yàn)定律溫度C均等中間多，兩頭少封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算是應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的根底，大致可分為液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算和固體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1平衡時(shí)液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算的典型問題是水銀柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)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(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈敏選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)例如，在圖8­1中，C、D在同一液面處，兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等，所以封閉氣體的壓強(qiáng)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(diǎn)選取假想的液體薄片自身重力不計(jì)為研究對(duì)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(qiáng)相等，進(jìn)而求得封閉氣體的壓強(qiáng)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(shí)固體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：固體封閉氣體壓強(qiáng)計(jì)算的典型問題是汽缸和活塞封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，通常選活塞或汽缸為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)展受力分析，列平衡方程求封閉氣體的壓強(qiáng)3容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：當(dāng)容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液體柱、固體等做研究對(duì)象，分析研究對(duì)象的受力情

3、況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，可求得封閉氣體的壓強(qiáng)如圖8­2所示，一上端開口、下端封閉的細(xì)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(qiáng)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(qiáng)和水銀柱長可求出封閉氣體的壓強(qiáng)，結(jié)合玻意耳定律求解以cmHg為壓強(qiáng)單位在活塞下推前，玻璃

4、管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1p0l2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p1l1p1l1如圖，設(shè)活塞下推間隔 為l，那么此時(shí)玻璃管上部空氣柱的長度為l3l3l1l1l設(shè)此時(shí)玻璃管上部空氣柱的壓強(qiáng)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(shí)，可以通過巧妙地選擇適宜的研究對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)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(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問題也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問題分析這類問題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體看成整體來作為研究對(duì)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(duì)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(shí)如圖甲，抽氣時(shí)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(qiáng)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(shí)，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為多少？甲乙圖8­3【解析】打氣時(shí)，活塞每推動(dòng)一次，把體積為V0、壓強(qiáng)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(qiáng)為p0、體積為nV0的氣體推入容器內(nèi)、容器內(nèi)原來有壓強(qiáng)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(shí)，活塞每拉動(dòng)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(qiáng)就要減小，活塞推動(dòng)時(shí)，將抽氣筒中的V0氣體排出，而再次拉動(dòng)活塞時(shí)，將容器中剩余的氣體從V又膨脹到VV0，容器內(nèi)的壓強(qiáng)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(shí)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(rèn)識(shí)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(diǎn)，兩點(diǎn)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(gè)狀態(tài)該理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過程123到達(dá)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)變化情況是圖8­5A從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小B從狀態(tài)d到狀態(tài)e，壓強(qiáng)增大C從狀態(tài)e到狀態(tài)a，壓強(qiáng)減小D從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)不變E從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)減小【解析】在V ­T圖象中等壓線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線由理想氣體狀

10、態(tài)方程知.可見，當(dāng)壓強(qiáng)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(gè)問題1看清坐標(biāo)軸，理解圖象的意義：圖象上的一個(gè)點(diǎn)表示一定質(zhì)量氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)兩個(gè)狀態(tài)的比較4涉及微觀量的考察時(shí)，要注意各宏觀量和相應(yīng)微觀量的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.對(duì)于一定量的稀薄氣體，以下說法正確的選項(xiàng)是A壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變

11、得劇烈B保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈C壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均間隔 必然變小D壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均間隔 可能變小E保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子間的平均間隔 可能變大【解析】壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的溫度不一定升高，分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定變得劇烈，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓強(qiáng)不變時(shí)，假設(shè)氣體的體積增大，那么氣體的溫度會(huì)升高，分子熱運(yùn)動(dòng)會(huì)變得劇烈，應(yīng)選項(xiàng)B、E正確；壓強(qiáng)變大時(shí)，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(xiàng)C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)變小時(shí)，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(xiàng)D正

12、確【答案】BDE2一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開場時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，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(shí)驗(yàn)室使用多少天【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11201957】【解析】設(shè)氧氣開場時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜22個(gè)大氣壓時(shí)，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(qiáng)下的體積為V3V2V1設(shè)用去的氧氣在p01個(gè)大氣壓壓強(qiáng)下的體積為V0，那么有p2V3p0V0設(shè)實(shí)驗(yàn)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(xì)管容積可忽略連通，閥門K2位于細(xì)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(dòng)的活塞質(zhì)量、體積均可忽略初始時(shí)，三個(gè)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(qiáng)到達(dá)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(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；2接著翻開K3，求穩(wěn)定時(shí)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(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)【解析】1設(shè)翻開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)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(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)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(shí)p2為p2p0.3設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)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(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.1求該熱氣球所受浮力的大小；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)