1、,第八章,氣 體,目標(biāo)定位,1.會(huì)巧妙地選擇研究對(duì)象，使變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題. 2.會(huì)利用圖象對(duì)氣體狀態(tài)、狀態(tài)變化及規(guī)律進(jìn)行分析，并應(yīng)用于解決氣體狀態(tài)變化問題. 3.會(huì)應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程解決綜合問題.,學(xué)案4習(xí)題課：氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,知識(shí)探究,自我檢測(cè),一、變質(zhì)量問題,分析變質(zhì)量問題時(shí)，可以通過巧妙選擇合適的研究對(duì)象，使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題，從而用氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程解決.以常見的兩類問題舉例說明：,知識(shí)探究,1.打氣問題 向球、輪胎中充氣是一個(gè)典型的變質(zhì)量的氣體問題.只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對(duì)象，就可把

2、充氣過程看成等溫壓縮過程.,2.抽氣問題 從容器內(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，總質(zhì)量不變，故抽氣過程可看成是等溫膨脹過程.,例1氧氣瓶的容積是40 L，其中氧氣的壓強(qiáng)是130 atm，規(guī)定瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)降到10 atm時(shí)就要重新充氧.有一個(gè)車間，每天需要用1 atm的氧氣400 L，這瓶氧氣能用幾天？假定溫度不變.,解析用如圖所示的方框圖表示思路.,由V1V2：p1V1p2V2，,由(V2V1)V3：p2(V2V1)p3V3，,答案12天,二、理想氣體的圖象問題,例2使一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)按圖1甲中箭頭所

3、示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線的一部分.,圖1,(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA300 K，求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少？,解析從pV圖中可以直觀地看出，氣體在A、B、C、D各狀態(tài)下壓強(qiáng)和體積分別為pA4 atm，pB4 atm，pC2 atm，pD2 atm，VA10 L，VC40 L，VD20 L. (1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,由題意知B到C是等溫變化，所以TBTC600 K.,答案600 K600 K300 K,(2)將上述狀態(tài)變化過程在圖乙中畫成用體積V和溫度T表示的圖線(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫箭頭表示變化的方向).說明每段圖線各表示什么

4、過程.,解析由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等溫變化， 由玻意耳定律有pBVBpCVC，得,在VT圖上狀態(tài)變化過程的圖線由A、B、C、D各狀態(tài)依次連接(如圖)，AB是等壓膨脹過程，BC是等溫膨脹過程，CD是等壓壓縮過程.,三、理想氣體的綜合問題,1.定性分析液柱移動(dòng)問題： 定性分析液柱移動(dòng)問題常使用假設(shè)推理法：根據(jù)題設(shè)條件，假設(shè)液柱不動(dòng)，運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚贸稣_的答案.,常用推論有兩個(gè)：,2.定量計(jì)算問題： 定量計(jì)算問題是熱學(xué)部分的典型的物理綜合題，它需要考查氣體、氣缸或活塞等多個(gè)研究對(duì)象，涉及熱學(xué)、力學(xué)等物理知識(shí)，需要靈活、綜合地應(yīng)用知識(shí)來解決問題.,解決該問題的一般思路： (

5、1)弄清題意，確定研究對(duì)象. (2)分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程進(jìn)而求出壓強(qiáng).,(3)注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程. (4)多個(gè)方程聯(lián)立求解.對(duì)求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性.,例3如圖3所示，固定的絕熱 氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的T型絕熱 活塞(體積可忽略)，距氣缸底部 h0處連接一U形管(管內(nèi)氣體的體 積忽略不計(jì)).初始時(shí)，封閉氣體溫度為T0，活塞距離氣缸底部為1.5h0，兩邊水銀柱存在高度差.已知水銀的密度為，大氣壓強(qiáng)為p0，氣缸橫截面積為S，活塞豎直部分長(zhǎng)為1.2h0，重力加速度為

6、g，試問：,圖3,(1)初始時(shí)，水銀柱兩液面高度差多大？,(2)緩慢降低氣體溫度，水銀柱兩液面相平時(shí)溫度是多少？,解析降低溫度直至水銀柱兩液面相平的過程中，氣體先等壓變化，后等容變化.,末狀態(tài)：p2p0，V21.2h0S，T2？,自我檢測(cè),1.(變質(zhì)量問題)某種噴霧器的貯液筒的總?cè)莘e為7.5 L，如圖4所示，裝入6 L的藥液后再用密封蓋將貯液筒 密封，與貯液筒相連的活塞式打氣筒每次能壓 入300 cm3、1 atm的空氣，設(shè)整個(gè)過程溫度保持 不變，求：,1,2,3,4,圖4,(1)要使貯液筒中空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4 atm，打氣筒應(yīng)打壓幾次？ 解析設(shè)每打一次氣，貯液筒內(nèi)增加的壓強(qiáng)為p 由玻意耳定律得

7、：1 atm300 cm31.5103 cm3p，p0.2 atm 需打氣次數(shù)n 41 0.2 15,1,2,3,4,答案15,(2)在貯液筒中空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4 atm時(shí)，打開噴嘴使其噴霧，直到內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相等，這時(shí)筒內(nèi)還剩多少藥液？,1,2,3,4,解析設(shè)停止噴霧時(shí)貯液筒內(nèi)氣體體積為V 由玻意耳定律得：4 atm1.5 L1 atmV V6 L 故還剩藥液7.5 L6 L1.5 L. 答案1.5 L,2.(理想氣體的圖象問題)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一膨脹過程，此過程可以用圖5中的直線ABC來表示， 在A、B、C三個(gè)狀態(tài)上，氣體的溫度TA、TB、 TC相比較，大小關(guān)系為(),1,2,3,4,

8、圖5,A.TBTATC B.TATBTC C.TBTATC D.TBTATC,解析由題圖中各狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積的值：pAVApCVCpBVB，因?yàn)?pV T C，可知TATCTB.,答案C,1,2,3,4,3.(液體移動(dòng)問題)兩端封閉、內(nèi)徑均勻的直玻璃管水平放置，如圖6所示.V左V右，溫度均為20，現(xiàn)將右端空氣柱溫度降為0，左端空氣柱溫度降為10，則管中水銀柱將(),1,2,3,4,圖6,A.不動(dòng) B.向左移動(dòng) C.向右移動(dòng) D.無法確定是否移動(dòng),解析設(shè)降溫后水銀柱不動(dòng)，則兩段空氣柱均為等容變化，初始狀態(tài)左右壓強(qiáng)相等，即p左p右p,1,2,3,4,所以p右p左，即右側(cè)壓強(qiáng)降低得比左側(cè)多，故水銀柱向右移動(dòng)，選項(xiàng)C正確.,答案C,1,2,3,4,4.(液體移動(dòng)問題)如圖7所示，A氣缸橫截面積為 500 cm2，A、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10 L、 壓強(qiáng)均為1 atm、溫度均為27 的理想氣體，中間用細(xì)管連接.細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計(jì).現(xiàn)給左邊的活塞N施加一個(gè)推力，使其緩慢向右移動(dòng)，同時(shí)給B中氣體加熱，使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變，活塞M保持在原位置不動(dòng).不計(jì)活塞與器壁、細(xì)管間的摩擦，