簡潔實用高效學科素養(yǎng)聚焦重要物理模型突破：變質(zhì)量模型物理一、常見類型1．充氣問題：選擇原有氣體和即將充入的氣體整體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化問題。2．抽氣問題：將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體整體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看成是定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化過程。3．分裝問題：把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質(zhì)量氣體問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問題。4．漏氣問題：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使變質(zhì)量氣體問題變成定質(zhì)量氣體問題。類型1充氣問題【例1】肩背式手動消毒噴霧器原理如圖所示，儲液桶上端進氣孔用細軟管與帶有單向閥門K1的打氣筒相連，下端出水口用細軟管與帶閥門K2的噴頭相連。已知儲液桶容積V＝16.0L，打氣筒每打一次能將V1＝0.30L的外界空氣壓入儲液桶內(nèi)。現(xiàn)向儲液桶內(nèi)注入V2＝10.0L的消毒液，擰緊桶蓋和噴頭開關(guān)K2，設(shè)大氣壓強p0＝1.0atm、噴霧器內(nèi)外溫度均為t＝27℃，打氣過程中溫度保持不變。某次消毒時，打氣筒連續(xù)打氣使儲液桶內(nèi)的氣體壓強增加到p1＝4.0atm，停止打氣。打開閥門K2，噴霧消毒后氣體壓強又降至p2＝1.6atm，上述過程溫度不變。求打氣筒打氣的次數(shù)n和儲液桶內(nèi)剩余消毒液的體積V3?！窘馕觥?/p>

注入消毒液后儲液桶內(nèi)氣體體積為V0＝V－V2＝6.0L，連續(xù)打氣過程中，因為溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有p0(V0＋nV1)＝p1V0，解得n＝60，噴霧消毒后氣體壓強又降至p2＝1.6atm，因為溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有p1V0＝p2V4，解得此時儲液桶中氣體體積為V4＝15.0L，則此時剩余消毒液的體積為V3＝V－V4＝1.0L。【答案】60次1.0L類型2抽氣問題【例2】

(2023·湖南卷)汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力。如圖所示，剎車助力裝置可簡化為由助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿AB上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車。助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現(xiàn)剎車助力。每次抽氣時，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程。已知助力氣室容積為V0，初始壓強等于外部大氣壓強p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1。假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強p1；(2)第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。類型3漏氣問題【例3】某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為3.0×103Pa。(1)當夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強；【答案】3.1×103Pa

(2)當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值。(設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa)類型4分裝問題【例4】南方某市需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣(如圖所示)，每個鋼瓶容積為40L，在北方時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為1.2×107Pa，溫度為7℃，長途運輸?shù)皆撌?，檢測時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為1.26×107Pa。在實際使用過程中，先用小鋼瓶(加抽氣機)緩慢分裝，然后供病人使用，小鋼瓶容積為10L，分裝后每個小鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為4×105Pa，要求大鋼瓶內(nèi)壓強降到2×105Pa時就停止分裝。不計運輸過程中和分裝過程中氧氣的泄漏，則：(1)在該市檢測時鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度？【答案】21℃

(2)一大鋼瓶可分裝多少小瓶供病人使用？【解析】

在該市時，設(shè)大瓶內(nèi)氧氣由p2、V2等溫變化為不分裝時的狀態(tài)p3、V3，則p2＝1.26×107Pa，V2＝0.04m3，p3＝2×105Pa，根據(jù)p2V2＝p3V3，解得V3＝2.52m3，可用于分裝到小鋼瓶的氧氣壓強為p4＝2×105Pa，體積為V4＝(2.52－0.04)m3＝2.48m3，分裝到小鋼瓶的氧氣壓強為p5＝4×105Pa，體積為