高中物理 第5章 热力学定律专题突破课件 鲁科版选修33.ppt

这类问题涉及两部分气体 它们之间虽然没有气体交换 但其压强或体积这些量间有一定的关系 分析清楚这些关系是解决问题的关键 解决这类问题的一般方法是 分别选取每部分气体为研究对象 确定初 末状态参量 根据状态方程列式求解 气体状态变化 2 认真分析两部分气体的压强 体积之间的关系 并列出方程 3 多个方程联立求解 一 相互关联的两部分气体的分析方法 1 如图1所示 内径均匀的u形管中装入水银 两管中水银面与管口的距离均为l 10 0cm 大气压强p0 75 8cmhg时 将右侧管口封闭 然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中 直到左右两侧水银面高度差达h 6 0cm为止 求活塞在管内移动的距离 例1 图1 答案6 4cm 二 假设法判定液柱的移动根据题目条件 假设发生某种特殊的物理现象和物理过程 再结合相应的状态变化规律及物理规律进行推理 即可得出正确答案 这种方法可以化难为易 化繁为简 在温度不变的情况下 液柱移动问题的特点是 在保持温度不变的情况下改变其他题设条件 从而引起封闭气体的液柱的移动 或液面的升降 或气体体积的增减 解决这类问题通常假设液体不移动 或液面不升降 或气柱体积不变 然后从此假设出发 运用玻意耳定律等有关知识进行推论 求得正确答案 用液柱或活塞隔开两部分气体 当气体温度变化时 液柱或活塞是否移动 如何移动 此类问题的特点是 气体的状态参量p v t都发生了变化 直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难 通常先进行气体状态的假设 然后应用查理定律可以简单地求解 其一般思路为 1 先假设液柱或活塞不发生移动 两部分气体均做等容变化 在一粗细均匀且两端封闭的u型玻离管内 装有一段水银柱 将a和b两端的气体隔开 如图2所示 在室温下 a b两端的气体体积都是v 管内水银面的高度差为 h 现将它竖直地全部浸没在沸水中 高度差 h怎么变化 例2 图2 答案 h增大借题发挥 1 若把u型管全部放入冰水混合物中 0 高度差 h怎么变化 2 若使u型管自由下落 保持竖直 高度差 h怎么变化 气缸类问题是热学部分典型的物理综合题 它需要考查气体 气缸或活塞等多个研究对象 涉及热学 力学乃至电学等物理知识 需要灵活 综合地应用知识来解决问题 解决气缸类问题的一般思路 1 弄清题意 确定研究对象 一般来说 研究对象分两类 一类是热学研究对象 一定质量的理想气体 另一类是力学研究对象 气缸 活塞或某系统 三 气缸类问题的处理方法 2 分析清楚题目所述的物理过程 对热学研究对象分析清楚初 末状态及状态变化过程 依气体定律列出方程 对力学研究对象要正确地进行受力分析 依据力学规律列出方程 3 注意挖掘题目中的隐含条件 如几何关系等 列出辅助方程 4 多个方程联立求解 对求解的结果注意检验它们的合理性 如图3甲所示 气缸质量为m1 活塞质量为m2 不计缸内气体的质量及一切摩擦 当用一水平外力f拉活塞时 活塞和气缸最终以共同的加速度运动 求此时缸内气体的压强 已知大气压为p0 活塞横截面积为s 例3 图3 借题发挥要求解封闭气体的压强时 必须转换为以活塞等固体为研究对象 由于本题中系统处于加速状态 因此还必须分别以整体和活塞为对象进行研究 列动力学方程 求解结果 专题小练 1 图4 一只两用活塞气筒的原理如图5所示 打气时如图甲 抽气时如图乙 其筒内体积为v0 现将它与另一只容积为v的容器相连接 气筒和容器内的空气压强为p0 已知气筒和容器导热性能良好 当分别作为打气筒和抽气筒时 活塞工作n次后 在上述两种情况下 容器内的气体压强分别为 2 图5 答案d 3 图6 答案500k 内燃机汽缸里的混合气体 在吸气冲程之末 温度为50 压强为1 0 105pa 体积为0 93l 在压缩冲程中 把气体的体积压缩为0 155l时 气体的压强增大到1 2 106pa 这时混合气体的温度升高到多少摄氏