第08节气体实验定律(Ⅱ).pptVIP

热学专题应用气体实验定律解决“气缸活塞类问题”,1.本专题是气体实验定律在汽缸活塞类模型中的应用，高考在选考模块中通常以计算题的形式命题.2.学好本专题可以帮助同学们熟练的选取研究对象和状态变化过程，掌握处理这类模型问题的基本思路和方法.3.本专题用到的相关知识和方法有：受力分析、压强的求解方法、气体实验定律等.,历史回顾,【问题1】理想气体状态方程和三大气体实验定律内容是什么？,一、理想气体的状态方程,1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。,2、公式：,或,3、使用条件:,一定质量的某种理想气体.,注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定,二、气体实验定律和理想气体状态方程,三、合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列方程求解。,(2)若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的实验定律列方程求解。,有压强为p0的空气，体积为V的轮胎，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气体积为（）ABCD,C,气体做等温变化，设充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为V，选择轮胎内原有气体和充入气体的整体作为研究对象，根据玻意耳定律可得：,解得：,核心考点与题型：活塞气缸模型（1）求解用活塞封闭气体类问题的方法（2）气体的三个实验定律,高考命题规律,（2018年全国1卷）33.（2）（10分）如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0，现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为,时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了,，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。,【答案】33（2）设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2，在活塞下移的过程中，活塞上下方气体的温度均保持不变。由玻意耳定律得,联立以上各式得,设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得,由已知条件得,(2015全国卷33(2)如图5，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m12.50kg，横截面积为S180.0cm2；小活塞的质量为m21.50kg，横截面积为S240.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0cm；汽缸外大气的压强为p1.00105Pa，温度为T303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2.求：,图5,(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；,(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；,答案,解析,答案330K,末状态V2lS2,(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.,答案,解析,答案1.01105Pa,T3T303K，解得p21.01105Pa.,解析对大、小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2可得p11.1105Pa,（1）确定研究对象，一般地说，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(汽缸、活塞或某系统).(2)分析物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；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)挖掘题目的隐含条件，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.,高效突破“汽缸活塞类”模型,例4(2017全国卷33(2)如图7，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27，汽缸导热.(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；,答案,解析,图7,解析设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程.由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)联立式得,p12p0,(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；,答案,解析,答案B的顶部,解析打开K3后，由式知，活塞必定上升.设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时，活塞下气体压强为p2，由