高中物理人教选修33课件8章习题课

1、习题课：理想气体状态方程 的综合应用,第八章气体,1.进一步熟练掌握气体三定律，并能熟练应用. 2.熟练掌握各种气体图象，及其它们之间的转换. 3.掌握理想气体状态方程的几个推论.,目标定位,二、变质量问题,三、气体图象之间的转换,对点自测 当堂检测，自查自纠,栏目索引,一、相互关联的两部分气体的分析方法,四、汽缸类问题的处理方法,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： (1)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. (2)认真分析两部分气体的压强、体积之

2、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,知识梳理,例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l10.0 cm，大气压强p075.8 cmHg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h6.0 cm为止.求活塞在管内移动的距离.,典例精析,解析答案,图1,总结提升,返回,总结提升,答案6.4 cm,返回,总结提升,返回,分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解. 1.打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变

3、质量的问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以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.,知识梳理,二、变质量问题,2.抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题.分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，总质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀过程.,例2氧气瓶的容积是40 L，其中氧气的压强是130 atm，规定瓶内氧气压强降到10 atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1 atm的氧气400 L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变.,典例精析,解析答案,返回,解析用如图所示的方框图表示思路.,由V

4、1V2：p1V1p2V2，,由(V2V1)V3：p2(V2V1)p3V3，,答案12天,返回,1.理想气体状态变化的过程，可以用不同的图象描述.已知某个图象，可以根据这一图象转换成另一图象，如由pV图象变成pT图象或VT图象. 2.在图象转换问题中要特别注意分析隐含物理量.pV图象中重点比较气体的温度，pT图象中重点比较气体的体积，以及VT图象中重点比较气体的压强.确定了图象中隐含物理量的变化，图象转换问题就会迎刃而解.,三、气体图象之间的转换,知识梳理,例3使一定质量的理想气体按图2中箭头所示的顺序变化，图中BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.,典例精析,解析答案,图2,(1)已知气体在

5、状态A的温度TA300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少. (2)将上述状态变化过程在VT中用图线表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程.,返回,解析由pV图可直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下的压强和体积为VA10 L，pA4 atm，pB4 atm，pC2 atm，pD2 atm，VC40 L，VD20 L.,TBTC600 K,解析答案,(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有： pBVBpCVC,在VT图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态点依次连接，如图所示.AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，

6、CD是等压压缩过程.,答案见解析,返回,解决汽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(汽缸、活塞或某系统). (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)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.,知识梳理,四、汽缸类问题的处理方法,例4如图3所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定

7、质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为T1时活塞上升了h.已知大气压强为p0.重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦. (1)求温度为T1时气体的压强；,典例精析,解析答案,图3,解析设气体压强为p1，由活塞平衡知：p1Smgp0S,(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来位置，求此时气体的温度.,解析答案,图3,解析设温度为T1时气体为初态，回到原位置时为末态，则有：,返回,解析答案,对点自测,1,2,3,4,图4,解析根据题意对汽缸中左右两室中气体的状态进行分析： 左室的气体

8、：加热前p0、V0、T0，,1,2,3,4,右室的气体：加热前p0、V0、T0，,解得T2500 K. 答案500 K,2.(变质量问题)某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图5所示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3，1 atm的空气，设整个过程温度保持不变，求：,解析答案,1,2,3,4,图5,(1)要使贮气筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次？,解析设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p 由玻意耳定律得：1 atm300 cm31.5103cm3p,答案15,(2)在贮气筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷

9、雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？,解析答案,1,2,3,4,图5,解析设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V 由玻意耳定律得：4 atm1.5 L1 atmV V6 L 故还剩药液7.5 L6 L1.5 L,答案1.5 L,3.(气体图象之间的转换)一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图6甲所示，若状态D的压强是2104 Pa.,解析答案,1,2,3,4,图6,(1)求状态A的压强.,1,2,3,4,答案4104 Pa,(2)请在乙图中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态.,解析答案,1,2,3,4,图6,1,2,3,4,解析AB是等容变化,BC是等温变化 由玻意耳定律：pBVBpCVC,CD是等容变化 pD2104 PaTD4102 K pT图象及A、B、C、D各个状态如图所示.,答案见解析,4.(汽缸类问题)如图7所示，汽缸长为L1 m，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S100 cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t27 ，大气压强为p01105 Pa时，气柱长度为l90 cm，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计.求：,解析答案,1,2,3,4,图7,(1)如果温度保持不变，将活塞缓慢拉至汽缸右端口，此时水平拉力F的大小是多少？,解析设活塞到达