1、2利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題的基本思路典例1 如圖所示，一定量氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0300 K，有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室連接一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76 cm，右室容器中連接有閥門K，可與外界大氣相通(外界大氣壓等于76 cmHg)。求：(1)將閥門K打開后，A室的體積變成多少？(2)打開閥門K后將容器的氣體從300 K分別加熱到400 K和540 K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少？(1)活塞與容器底接觸之前，活塞處于動(dòng)態(tài)平衡， 受力不變，氣體的壓強(qiáng)也不變。(2)活塞與容器底接觸之后，

2、氣體的體積不再變化，隨著溫度的繼續(xù)升高，氣體壓強(qiáng)升高。集訓(xùn)提能1(2021全國(guó)乙卷) 如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長(zhǎng)度分別為l113.5 cm，l232 cm。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h5 cm。已知外界大氣壓為p075 cmHg。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。解析：對(duì)B管中的氣體，水銀還未上升產(chǎn)生高度差時(shí)，初態(tài)壓強(qiáng)為p1Bp0，體積為V1Bl2S，末態(tài)壓強(qiáng)為p2B，設(shè)水銀柱離下端同一水平面的高度為h2，體積為V2B(l2h2)S，由水銀柱的平衡條件

3、有p2Bp0ghB管中氣體發(fā)生等溫壓縮變化過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律有p1BV1Bp2BV2B聯(lián)立解得h22 cm答案：1 cm2扣在水平桌面上的熱杯蓋有時(shí)會(huì)發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖所示，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升到303 K時(shí)，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為p0，溫度仍為303 K。再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K。整個(gè)過(guò)程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：(1)當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時(shí)，豎直向上提起杯蓋所需的最

4、小力。綜合提能(二)氣體狀態(tài)變化圖像的對(duì)比應(yīng)用知識(shí)貫通續(xù)表續(xù)表典例2 (多選)一定質(zhì)量理想氣體，狀態(tài)變化過(guò)程如圖中ABC圖線所示，其中BC為一段雙曲線。若將這一狀態(tài)變化過(guò)程表示在選項(xiàng)圖中的p -T圖像或V -T圖像上，其中正確的是 ()答案AC關(guān)于圖像轉(zhuǎn)換問(wèn)題的解題技巧(1)用圖像法表示物理規(guī)律能使各種物理量之間的變化關(guān)系更加形象、直觀，并能形象地反映出各種物理量關(guān)系變化的趨勢(shì)和一些性質(zhì)，但圖像中往往隱含一些物理量，這些要在圖像轉(zhuǎn)換中特別注意。(2)p -V圖像中重點(diǎn)比較氣體的溫度，p -T圖像中重點(diǎn)比較氣體的體積，以及V -T圖像中重點(diǎn)比較氣體的壓強(qiáng)。掌握了圖像中隱含的物理量，圖像轉(zhuǎn)換問(wèn)題就

5、會(huì)迎刃而解。集訓(xùn)提能1. 一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化過(guò)程的p -V關(guān)系圖像如圖所示，則該過(guò)程對(duì)應(yīng)的p -T圖像應(yīng)是 ()答案： C2一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)一系列過(guò)程變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2104 Pa。(1)求狀態(tài)A的氣體壓強(qiáng)。(2)請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫出該狀態(tài)變化過(guò)程的p-T圖像，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫出計(jì)算過(guò)程。答案：(1)4104 Pa(2)見(jiàn)解析圖綜合提能(三)理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用知識(shí)貫通1理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用要點(diǎn)(1)選對(duì)象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分氣體，這部分氣體在狀態(tài)變化過(guò)程中，其質(zhì)

6、量必須保持一定。(2)找參量：找出作為研究對(duì)象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p、V、T數(shù)值或表達(dá)式，壓強(qiáng)的確定往往是個(gè)關(guān)鍵，常需結(jié)合力學(xué)知識(shí)(如力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律)才能寫出表達(dá)式。(3)析過(guò)程：過(guò)程表示兩個(gè)狀態(tài)之間的一種變化時(shí)，除題中條件已直接指明外，在許多情況下，往往需要通過(guò)對(duì)研究對(duì)象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系的分析中才能確定，認(rèn)清變化過(guò)程是正確選用物理規(guī)律的前提。(4)列方程：根據(jù)研究對(duì)象狀態(tài)變化的具體方式，選用理想氣體狀態(tài)方程或某一實(shí)驗(yàn)定律，代入具體數(shù)值，T必須用熱力學(xué)溫度，p、V的單位要統(tǒng)一，最后分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。 典例3(2021年1月新高考8省聯(lián)考河北卷)

7、“天問(wèn)1號(hào)”的發(fā)射開啟了我國(guó)探測(cè)火星的征程。設(shè)想將圖中所示的粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、右端封閉有一定質(zhì)量理想氣體的“U”型管帶往火星表面?！癠”型管分別在地球和火星表面某地豎直放置時(shí)的相關(guān)參數(shù)如下表所示。參數(shù)地球火星重力加速度g0.38g環(huán)境溫度T地300 KT火280 K大氣壓強(qiáng)p地76.0 cmHgp火封閉氣柱長(zhǎng)度l地19.0 cml火56.0 cm水銀柱高度差h地73.0 cmh火求：(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)火星表面高1 m的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于地球表面多高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。已知水銀 13.6103 kg/m3，水1.0103 kg/m3；(2)火星表面的大氣壓強(qiáng)p火。解析(1)根據(jù)液體

8、壓強(qiáng)公式p1gh得水銀0.38gh0水gh代入數(shù)據(jù)解得h5.2 m。(2)封閉氣體在地球表面的壓強(qiáng)p1p地水銀gh地3 cmHg，V1l地S，T1300 K在火星表面封閉氣體的壓強(qiáng)p2p火水銀0.38gh火，V2l火S，T2280 K 又由于h地h火2(l火l地)答案(1)5.2 m(2)0.57 cmHg應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路(1)確定研究對(duì)象(某一部分氣體)，明確氣體所處系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)。(2)弄清氣體狀態(tài)的變化過(guò)程。(3)確定氣體的初、末狀態(tài)及其狀態(tài)參量，并注意單位的統(tǒng)一。(4)根據(jù)題意，選用適當(dāng)?shù)臍怏w狀態(tài)方程求解。若非純熱學(xué)問(wèn)題，還要綜合應(yīng)用力學(xué)等有關(guān)知識(shí)列輔助方程。(5)分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。答案：B2 (2021北京人大附中高二下月考)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一