高三物理一轮复习（考情解读+知识通关+题型突破+能力提升）专题16 热学课件.ppt

目录contents 考情精解读 考点1 考点2 考法3 考法2 考法1 考法4 方法1 a 考点全通关 b 题型全突破 c 能力大提升 方法2 考点3 方法3 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题十六热学 分子动理论的基本观点和实验依据 阿伏加德罗常数 气体分子运动速率的统计分布 温度 内能 固体的微观结构 晶体和非晶体 液晶的微观结构 液体的表面张力现象 气体实验定律 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题十六热学 理想气体 饱和蒸气 未饱和蒸气 饱和蒸气压 相对湿度 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 单位制 实验 用油膜法估测分子的大小 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题十六热学 考纲解读 命题规律 命题趋势 物理专题十六热学 考纲解读 命题规律 命题趋势 物理专题十六热学 考纲解读 命题规律 返回目录 1 热点预测在新课标省区的高考中 对该部分内容的考查只在选考题部分出现 考查的知识不会面面俱到 重点考查分子动理论 阿伏加德罗常数的应用 气体实验定律及热力学第一定律等知识 分值为15分 2 趋势分析预计在2018年高考中 对本部分内容的考查仍将以分子动理论 热力学定律及气体状态方程的应用为主 命题趋势 物理专题十六热学 考点全通关 考点1分子动理论 内能 继续学习 物理专题十六热学 3 分子的大小 一般无机分子直径的数量级约为 10 10m 一般无机分子质量的数量级约为 10 26kg 测量方法 单分子油膜法 4 阿伏加德罗常数 指1mol的任何物质中含有相同的微粒个数 用符号na表示 na 6 02 1023mol 1 阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁 5 常用物理量之间的相互关系 微观量 分子体积v0 分子直径d 分子质量m0 宏观量 物体的体积v 摩尔体积vm 物体的质量m 摩尔质量m 物体的密度 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 4 扩散现象 布朗运动与分子热运动的比较 物理专题十六热学 继续学习 通关秘籍扩散现象直接反映了分子的无规则运动 并且可以发生在固体 液体 气体等任何两种物质之间 布朗运动不是固体分子的运动 也不是液体分子的运动 而是微小颗粒的运动 是液体分子无规则运动的反映 布朗运动中的微粒很小 肉眼看不见 需用显微镜才能观察到 物理专题十六热学 继续学习 3 分子间的相互作用分子间同时存在引力和斥力 且都随分子间距离的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 但总是斥力变化得较快 如图所示 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 2 当rr0时 f引和f斥都随距离的增大而减小 但f引 f斥 f表现为引力 4 当r 10r0 10 9m 时 f引和f斥都已经十分微弱 可以认为分子间没有相互作用力 f 0 名师提醒分子间同时存在引力与斥力 分子力是二者合力的表现 物理专题十六热学 继续学习 二 内能1 分子平均动能 1 分子平均动能是指所有分子动能的平均值 2 温度是分子平均动能的标志 温度越高 分子平均动能越大 2 分子势能分子势能是由分子间相对位置决定的势能 它随着物体体积的变化而变化 与分子间距离的关系为 1 当r r0时 分子力表现为引力 随着r的增大 分子引力做负功 分子势能增大 2 当r r0时 分子力表现为斥力 随着r的减小 分子斥力做负功 分子势能增大 物理专题十六热学 继续学习 3 当r r0时 分子势能最小 但不一定为零 可为负值 因为可选两分子相距无穷远时为分子势能的零势能参考点 4 分子势能曲线如图所示 3 物体的内能 1 内能 指物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和 2 决定因素 温度 体积和物质的量 摩尔数 通关秘籍物体的内能在宏观上与温度 体积及物质的量有关 在微观上与分子的平均动能 分子间距及分子个数有关 物体的内能永远不为零 4 改变内能的两种方式 1 做功 在没有热交换的情况下 外界对物体做功 物体的内能增加 物体对外界做功 物体的内能减少 即有 u w 物理专题十六热学 继续学习 2 热传递 在没有能量转化或转移的情况下 物体吸收热量 内能增加 物体放出热量 内能减少 即有 u q 通关秘籍从运动形式看 做功是其他形式的能和物体分子热运动的动能间的转化 热传递则是通过分子之间的相互作用 只是发生了分子热运动的动能的转移 从能量角度看 做功是其他形式的能和物体内能间的转化 热传递则是内能在物体之间或者物体的不同部分之间的转移 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 2 实验器材盛水浅盘 注射器 或滴管 容量瓶 坐标纸 玻璃板 痱子粉 或细石膏粉 油酸酒精溶液 量筒 彩笔 3 实验步骤 1 用稀酒精溶液及清水清洗浅盘 充分洗去油污 粉尘 以免给实验带来误差 2 配制油酸酒精溶液 取油酸1ml 注入500ml的容量瓶中 然后向容量瓶内注入酒精 直到液面达到500ml刻度线为止 摇动容量瓶 使油酸充分溶解在酒精中 这样就得到了500ml含1ml纯油酸的油酸酒精溶液 3 用注射器 或滴管 将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 并记下量筒内增加一定体积vn时的滴数n 4 根据v0 v n n算出每滴油酸酒精溶液的体积v0 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 返回目录 4 注意事项 1 注射器针头高出水面的高度应在1cm之内 当针头靠水面很近 油酸未滴下之前 时 会发现针头下方的粉层已被排开 这是由于针头中酒精挥发所致 不影响实验效果 2 待测油膜面扩散后又会收缩 要在油膜面稳定后再画轮廓 扩散后又收缩有两个原因 第一 水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复 第二 酒精挥发后液面收缩 3 当重做实验时 将水从盘的一侧边缘倒出 在这侧边缘会残留油酸 可用少量酒精清洗 并用脱脂棉擦去再用清水冲洗 这样做可保持盘的清洁 5 误差分析 1 配制油酸酒精溶液时 由于油滴大小不一 体积读数等造成误差 2 油膜是否完全展开形成误差 3 描画油膜轮廓及计算面积形成误差 物理专题十六热学 继续学习 考点2固体 液体和气体 一 固体固体分为晶体与非晶体两类 物理专题十六热学 继续学习 通关秘籍单晶体是一个完整的晶体 有规则的几何形状 而多晶体是由很多小晶体 称为晶粒 杂乱无章地排列组成的 没有规则的几何形状 因而单晶体在物理性质上表现为各向异性 多晶体在物理性质上表现为各向同性 判断是晶体还是非晶体 关键在于判断有无确定的熔点 而不能靠是否有规则的几何外形来判断 二 液体1 液体的微观结构特点 1 液体分子间的距离比较小 2 分子间的相互作用力很大 3 分子的热运动特点表现为振动与移动相结合 物理专题十六热学 继续学习 2 液体的表面张力 3 液晶及其物理性质物质通常呈现固态 液态或气态 许多有机化合物可以呈现介于晶体和液体之间的状态 在这种状态下的物质 一方面像液体具有流动性 另一方面又像晶体 分子在特定方向上排列比较整齐 具有各向异性 人们把物质的这种状态叫作液晶态 把处于这种状态的物质叫作液晶 1 液晶具有液体的流动性 2 液晶具有晶体的光学各向异性 3 在某个方向上看 液晶分子排列比较整齐 但从另一方向看 液晶分子的排列是杂乱无章的 物理专题十六热学 继续学习 三 气体1 气体分子运动的特点 1 气体分子很小 分子间的距离很大 除碰撞外不受力 2 气体分子的速率分布表现出 中间多 两头少 的统计分布规律 3 气体分子向各个方向运动的机会相等 4 温度一定时 某种气体分子的速率分布是确定的 速率的平均值也是确定的 温度升高时 气体分子的平均速率增大 但不是每个分子的速率都增大 2 描述气体的状态参量 1 温度 t或t 物理意义 宏观上表示物体的冷热程度 微观上是大量分子无规则运动剧烈程度的反映 是物体分子热运动的平均动能的标志 物理专题十六热学 继续学习 两种温标 摄氏温标和热力学温标 的关系两种温标温度的零点不同 同一温度用两种温标表示的数值不同 但它们表示的温度间隔是相同的 即每一度的大小相同 t t 两种温标的关系 t t 273 k 2 体积 v 指气体分子所能达到的空间 即气体所能充满容器的容积 3 压强 p 产生原因 由于大量分子无规则的运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁单位面积上的压力叫作气体压强 决定气体压强大小的因素宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密度 物理专题十六热学 继续学习 3 三个实验定律 物理专题十六热学 继续学习 3 三个实验定律 物理专题十六热学 继续学习 通关秘籍等温线的理解在p v图像中 等温线是双曲线在第 象限的一个分支 它的物理意义 图线上的一点表示气体的一个确定的状态 同一条等温线上各状态的温度相同 p与v的乘积相同 等温线离原点越远 温度越高 如上表相关图中 t3 t2 t1 等容线的理解物理意义 p t图像中 等容线是一条过原点的倾斜直线 体积越大 斜率越小 如上表相关图中 v1 v2 对于p t图像 压强p与摄氏温度t是一次函数关系 不是简单的正比例关系 等容线是一条经过 273 0 和 0 p0 点的直线 如上表相关图中 纵轴的截距p0是0 时气体的压强 斜率越大 体积越小 如上表相关图中 v1 v2 物理专题十六热学 继续学习 等压线的理解等压线上每一点表示气体的一个状态 同一等压线上每一状态的压强相等 用摄氏温标表示温度时 v t图像中 等压线的斜率越小 压强越大 如上表相关图中 p1 p2 用热力学温标表示温度时 v t图像中 等压线的斜率越小 压强越大 如上表相关图中 p1 p2 4 理想气体的状态方程 1 理想气体 宏观角度认为 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件下 可视为理想气体 微观角度认为 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 2 饱和汽与未饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽 而未达到饱和状态的蒸汽叫作未饱和汽 通关秘籍在一定温度下 饱和汽的分子数密度是一定的 饱和汽的分子数密度随温度的升高而增大 3 饱和汽压与未饱和汽压 饱和汽所具有的压强叫作这种液体的饱和汽压 它随温度的升高而增大 与液体的种类有关 与体积无关 未饱和汽的压强小于饱和汽压 通关秘籍饱和汽压只是指空气中这种液体蒸气的分气压 与其他气体的压强无关 饱和汽压与温度和物质种类有关 2 空气的湿度 1 空气的绝对湿度 指空气中所含水蒸气的压强 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 返回目录 一 热力学第一定律1 内容 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和 这个关系叫作热力学第一定律 2 表达式 w q u 3 符号法则 物理专题十六热学 继续学习 考点3热力学定律和能量守恒定律 4 三种特殊情况 1 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加 2 若过程中不做功 即w 0 则q u 物体吸收的热量等于物体内能的增加 3 若过程的始末状态物体的内能不变 即 u 0 则w q 0或w q 外界对物体做的功等于物体放出的热量 通关秘籍 1 应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统 2 应用热力学第一定律计算时 要依照符号规则代入数据 对结果的正 负也同样依照规则来解释其意义 3 分析此类问题需要注意两点 绝热 说明与外界没有热交换 气体向真空扩散时对外不做功 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 二 热力学第二定律1 两种表述表述一 克劳修斯表述 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 热传递的方向性 表述二 开尔文表述 不可能从单一热源吸收热量 并把它全部用来做功 而不引起其他变化 或表述为 第二类永动机是不可能制成的 机械能和内能转化过程的方向性 2 对热力学第二定律的理解 1 自发地 指明了热传递等热力学宏观现象的方向性 不需要借助外界提供能量 2 不引起其他变化 的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成 对周围环境不产生热力学方面的影响 3 热力学第一 第二定律的比较 物理专题十六热学 继续学习 三 能量守恒定律1 内容 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到别的物体 在转化或转移的过程中 能量的总量保持不变 2 理解及应用 1 自然界中能量的存在形式 物体运动具有动能 分子运动具有分子动能 电荷具有电能 原子核内部粒子的运动具有原子能等 可见 在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应 2 不同形式的能量之间可以相互转化 且这一转化过程是通过做功来完成的 3 某种形式的能量减少 一定有其他形式的能量增加 且减少量和增加量一定相等 4 某个物体的能量减少 一定有其他物体的能量增加 且减少量和增加量一定相等 通关秘籍在利用能量守恒定律解题时 要先搞清楚某过程中有几种形式的能在转化或转移 分析初 末状态 确定 e增 e减各为多少 再由 e增 e减列式计算 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 返回目录 四 永动机 通关秘籍能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律 是无条件的 在能量守恒定律的表述中只存在能量 不存在功 题型全突破 考法1如何理解内能 考法指导一 如何理解分子力做功与分子势能间的关系 分子力做正功 分子势能减少 分子力做负功 分子势能增加 且分子力做多少功 分子势能就改变多少 二 温度 内能 热量间有何关系 温度 内能与热量是热学部分极易混淆的 又有着密切联系的几个概念 它们有不同的物理意义 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 考法示例1下列说法正确的是 a 对于一定量的理想气体 若气体的压强和体积都不变 其内能也一定不变b 一定质量0 水的分子势能比同质量0 冰的分子势能小c 物体吸收热量后 内能一定增加d 把物体缓慢举高时 物体的机械能增加 内能不变思路分析内能的定义 决定因素 影响分子势能的因素 内能与机械能的区别 继续学习 物理专题十六热学 解析一定质量的理想气体的内能仅决定于气体的温度 若气体的压强和体积都不变 则其温度也不变 故内能不变 选项a正确 一定质量0 水放出热量凝固成0 的冰 所以一定质量0 水的分子势能比同质量0 冰的分子势能大 选项b错误 物体吸收热量后 若同时对外做功 内能不一定增加 选项c错误 缓慢举高物体 物体的重力势能增加 机械能增加 物体的体积 温度 质量不变 内能不变 选项d正确 答案ad 继续学习 物理专题十六热学 返回目录 突破攻略分析物体的内能问题的技巧分析物体的内能问题应当明确以下四点 1 内能是对物体的大量分子而言的 不存在某个分子内能的说法 2 决定内能大小的因素为温度 体积 分子数 还与物态有关系 3 通过做功或热传递可以改变物体的内能 4 温度是分子平均动能的标志 相同温度的任何物体 分子的平均动能相同 物理专题十六热学 继续学习 考法2用理想气体状态方程解题 考法指导一 气体的图像类问题1 气体的图像 气体的等温变化 等容变化和等压变化的规律 不仅可以用数学表达式表示 也可以用图像表示 气体的图像通常分p v图像 p t图像和v t图像三种 无论哪一种图像 图像上的一 点 都表示气体的一个状态 一条线段都代表气体的一种变化过程 2 常见的气体图像问题 1 识图 析图类 2 绘图类 3 图像应用类 例如 给定v t图像上几点 要求比较压强大小 给定p t图像上的一段线段 要求确定同类物理量的大小 不同图像间的转化 物理专题十六热学 继续学习 二 理想气体状态方程的应用和解题思路 物理专题十六热学 考法示例2如图所示 有两个不计质量不计厚度的活塞m n将两部分理想气体a b封闭在绝热气缸内 温度均是27 m活塞是导热的 n活塞是绝热的 均可沿气缸无摩擦地滑动 已知活塞的横截面积均为s 2cm2 初始时m活塞相对于底部的高度为h1 27cm n活塞相对于底部的高度为h2 18cm 现将一质量为m 1kg的小物体放在m活塞的上表面上 活塞下降 已知大气压强为p0 1 0 105pa g 10m s2 1 求下部分气体的压强多大 2 现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热 使下部分气体的温度变为127 求稳定后活塞m n距离底部的高度 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 继续学习 物理专题十六热学 物理专题十六热学 继续学习 考法示例3如图所示 一定质量的理想气体从状态a经b c d再回到a 问ab bc cd da分别是什么过程 已知在状态a时体积为1l 请把此图改画为p v图像 思路分析坐标轴意义 等压 等容 等温变化在p t图像中的特点 等压 等容 等温变化在p v图像中的特点 继续学习 物理专题十六热学 突破攻略气体状态变化的图像的应用技巧1 明确点 线的物理意义 求解气体状态变化的图像问题 应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态 它对应着三个状态参量 图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程 2 明确斜率的物理意义 在v t图像 p t图像 中 比较两个状态的压强 或体积 大小 可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小 其规律是 斜率越大 压强 或体积 越小 斜率越小 压强 或体积 越大 物理专题十六热学 返回目录 物理专题十六热学 继续学习 考法3热力学定律的应用 考法指导一 热力学第一定律的应用1 热力学第一定律与能量守恒定律 在与热现象有关的物理过程中 能的转化和守恒定律的具体表现形式就是热力学第一定律 应用热力学第一定律时 首先要明确研究对象是哪个物体或哪几个物体组成的系统 其次要正确理解公式的符号法则 外界对系统做功 w为正值 系统对外界做功 w为负值 系统吸收热量 q为正值 系统向外界放热 q为负值 系统内能增加 u为正值 系统内能减少 u为负值 2 热力学第一定律与图像的综合应用 理想气体的状态变化过程 可以用p v图像 p t图像 v t图像中的点和线分别加以描述 要理解图像的物理意义 弄清楚横坐标和纵坐标分别表示什么 看图像上的特殊点和走势 即坐标轴上的截距和曲线如何变化 弄清图像的其他含义 如斜率的含义 横纵坐标的联系等 在此基础上分析状态变化 利用图像判定气体是吸热还是放热 最后结合热力学第一定律解题 继续学习 物理专题十六热学 3 热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用 物体的内能包括分子势能和分子动能 对于理想气体来说 不计分子之间的作用力 不考虑分子势能 只考虑分子动能 在分析气体的能量问题时 通常要把气体实验定律和热力学第一定律及理想气体状态方程结合起来分析 一定质量的理想气体状态发生变化的过程中 不仅满足理想气体状态方程 而且满足能量守恒定律 具体地 满足热力学第一定律 即满足方程 u w q 二 热力学第二定律的应用对于热力学第二定律 重点应抓住两种表述的等效性 抓住定律的实质 即自然界中进行的涉及热现象的宏观过程均具有方向性 同时要明确 根据热力学第二定律 即使符合能量守恒定律的过程 也未必都能发生 如扩散 热传递 摩擦生热等过程均有不可逆性 这里的不可逆性是指要返回到初始状态 必须借助外界的帮助 继续学习 物理专题十六热学 考法示例4景颇族的祖先发明的点火器如图所示 用牛角做套筒 木制推杆前端粘着艾绒 猛推推杆 艾绒即可点燃 对筒内封闭的气体 在此压缩过程中 a 气体温度升高 压强不变b 气体温度升高 压强变大c 气体对外界做正功 气体内能增加d 外界对气体做正功 气体内能减少 思路分析牛角套筒 牢固且导热性能差 保温性能好 猛推推杆 体积减小 压强变大 外界对气体做正功 内能增加 气体温度升高 解析由于牛角套筒牢固且绝热 所以猛推推杆 密闭气体体积减小 压强增大 外界压缩气体对气体做功 根据热力学第一定律可知 气体的内能增加 温度升高 选项b正确 答案b 物理专题十六热学 返回目录 物理专题十六热学 继续学习 考法指导用油膜法估测分子的大小是将分子看成球形模型 将微观量测量转化为宏观量测量 实验前要准确测出一滴油酸溶液中的纯油酸体积 实验后要尽可能准确地测出油酸薄膜的面积 由于是用宏观量测微观量 因此在计算时需要估算 只要数量级符合要求就可以 在解答相关问题时 要注意实验中的注意事项及实验数据的处理方法 特别是 数格子的方法 考法4对油膜法估测分子大小实验的考查 物理专题十六热学 继续学习 考法示例5在 用单分子油膜法估测分子大小 的实验中 某同学的操作步骤如下 取一定量的无水酒精和油酸 制成一定浓度的油酸酒精溶液 在量筒中滴入一滴该溶液 测出它的体积 在盛水盘内盛一定量的水 再滴入一滴油酸酒精溶液 待其散开稳定 在盛水盘上覆盖透明玻璃 描出油膜形状 用透明方格纸测量油膜的面积 改正其中的错误 物理专题十六热学 返回目录 能力大提升 物理专题十六热学 继续学习 方法1计算气体压强的常用方法 气体压强的计算问题 可以转化为力学问题来进行处理 具体可以参考以下几种方法 1 参考液面法 1 主要依据是液体静力学知识 静止 或匀速 液面下深h处的压强为p gh 注意h是液体的竖直深度 不一定等于液柱的长度 若静止 或匀速 液面与外界大气接触 则液面下深h处的压强为p p0 gh p0为外界大气压强 帕斯卡定律 加在密闭静止液体 或气体 上的压强能够大小不变地由液体 或气体 向各个方向传递 该定律适用于密闭静止的液体 或气体 连通器原理 在连通器中 同一种液体 中间液体不间断 的同一水平面上的压强是相等的 2 计算压强的步骤 选取假想的一个液体薄片 其自重不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立力的平衡方程 消去横截面积 得到薄片两侧的压强平衡方程 解方程 求得气体压强 物理专题十六热学 继续学习 示例6 如图 a 图 b 所示 玻璃细管内密封有一定质量的气体 图中各装置均处于静止状态 已知液体的密度为 大气压强为p0 求被密封气体的压强 解析在图 a 中 以b液面为研究对象 有pa ghsin pb p0解得pa p0 ghsin 在图 b 中 以液面a为研究对象 由二力平衡得p a s p0 gh1 s解得p a p0 gh1答案pa p0 ghsin p a p0 gh1利用公式p gh求压强时 一定要明确h是液体的深度 或液柱的竖直高度 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 返回目录 分析变质量问题时 可以通过巧妙地选择合适的研究对象 使变质量问题转化为一定质量的气体问题 然后利用理想气体状态方程求解 1 充气问题设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来 那么 当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时 这些气体的状态不管怎样变化 其质量总是不变的 这样 我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了 示例9一个篮球的容积是2 5l 用打气筒给篮球打气时 每次把105pa的空气打进去125cm3 如果在打气前篮球内的空气压强也是105pa 那么打30次以后篮球内的空气压强是多少 设打气过程中气体温度不变 物理专题十六热学 继续学习 方法2变质量问题的求解方法 物理专题十六热学 继续学习 突破攻略向球内充气是一个典型的变质量气体问题 只要选择球内原有气体和后来打入的气体整体作为研究对象 就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题 2 抽气问题在用抽气筒对容器抽气的过程中 对每一次抽气而言 气体质量发生变化 解决该类变质量问题的方法与充气问题类似 假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中 即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题 物理专题十六热学 继续学习 示例10用容积为 v的活塞式抽气机对容积为v0的容器中的气体抽气 如图所示 设容器中原来的气体压强为p0 抽气过程中气体温度不变 求抽气机的活塞抽气n次后 容器中剩余气体的压强pn为多少 思路分析活塞下压气体被抽出 对于所有气体而言相当于等温膨胀 解析当活塞下压时 阀门a关闭 b打开 抽气机气缸中 v体积的气体排出 容器中气体压强降为p1 活塞第二次上提 即抽第二次气 容器中气体压强降为p2 根据玻意耳定律 对于第一次抽气 有p0v0 p1 v0 v 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 继续学习 3 灌气问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题 分析这类问题时 可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究 即可将变质量问题转化为定质量问题 示例11某容积为20l的氧气瓶装有30atm的氧气 现把氧气分装到容积为5l的小钢瓶中 使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm 若每个小钢瓶中原有氧气压强为1atm 问能分装多少瓶 设分装过程中无漏气 且温度不变 物理专题十六热学 继续学习 物理专题十六热学 解析设最多能分装n个小钢瓶 并选取氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象 因为分装过程中温度不变 故遵循玻意耳定律 分装前整体的状态 p1 30atm v1 20l p2 1atm v2 5nl分装后整体的状态 p1 5atm v1 20l p2 5atm v2 5nl根据玻意耳定律 有p1v1 p2v2 p1 v1 p2 v2代入数据解得n 25 瓶 点