高考物理总复习教科版课件：选修33 第2课时 固体、液体与气体 (数理化网).ppt

第第2 2课时　固体、液体与气体课时　固体、液体与气体基础回顾基础回顾核心探究核心探究演练提升演练提升 基础回顾基础回顾 自主梳理自主梳理··融会贯通融会贯通知识梳理知识梳理一、固体和液体一、固体和液体1.1.晶体晶体( (单晶体、多晶体单晶体、多晶体) )和非晶体的比较和非晶体的比较　分类　分类　分类　分类比较　　比较　　比较　　比较　　晶体晶体晶体晶体非晶体非晶体非晶体非晶体单晶体单晶体单晶体单晶体多晶体多晶体多晶体多晶体外形外形外形外形规则规则规则规则____________________________________________________不规则不规则不规则不规则熔点熔点熔点熔点确定确定确定确定____________________________________物理性质物理性质物理性质物理性质_________________________________________________ _ _ _各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性不规则不规则不确定不确定各向异性各向异性微观结构微观结构晶体微粒有晶体微粒有规律地、周规律地、周期性地在空期性地在空间排列间排列许多单晶许多单晶体杂乱无体杂乱无章地组合章地组合在一起在一起组成物质的分组成物质的分子无规律地组子无规律地组合在一起合在一起形成与转形成与转化化有的物质在不同条件下能够形成不同的有的物质在不同条件下能够形成不同的形态形态. .同一物质可以组成非晶体或不同结同一物质可以组成非晶体或不同结构的晶体构的晶体, ,有些非晶体有些非晶体, ,在一定条件下也在一定条件下也可转化为晶体可转化为晶体典型物质典型物质石英、云母、食盐、硫石英、云母、食盐、硫酸铜酸铜玻璃、蜂蜡、玻璃、蜂蜡、松香松香2.2.液体液体(1)(1)液体的表面张力液体的表面张力①①定义定义: :液体液体 存在的收缩力存在的收缩力. .表面表面②②作用作用: :使液体的表面积趋向使液体的表面积趋向 . .③③原因原因: :液体表面层分子间距较大液体表面层分子间距较大, ,分子力表现为引力分子力表现为引力. .(2)(2)液晶液晶①①液晶分子既能在某条件下保持排列有序而显示光学性质各向液晶分子既能在某条件下保持排列有序而显示光学性质各向 , ,又可又可以自由移动位置以自由移动位置, ,保持了液体的保持了液体的 ; ;②②液晶分子的位置无序使它像液晶分子的位置无序使它像 , ,排列有序使它像排列有序使它像 ; ;③③液晶的物理性质很容易在外界的影响下液晶的物理性质很容易在外界的影响下 . .最小最小异性异性流动性流动性液体液体晶体晶体发生改变发生改变(3)(3)毛细现象毛细现象浸润液体在细管中浸润液体在细管中 的现象以及不浸润液体在细管中的现象以及不浸润液体在细管中 的现象的现象. .上升上升下降下降二、饱和汽、湿度、物态变化二、饱和汽、湿度、物态变化1.1.饱和汽与未饱和汽饱和汽与未饱和汽(1)(1)饱和汽饱和汽: :跟液体处于跟液体处于 的气体的气体. .(2)(2)未饱和汽未饱和汽: :未达到未达到 的气体的气体. .动态平衡动态平衡饱和饱和2.2.饱和汽压饱和汽压(1)(1)定义定义: :饱和汽产生的压强饱和汽产生的压强. .(2)(2)特点特点: :饱和汽压与饱和汽压与 和液体的性质直接相关和液体的性质直接相关, ,温度越高温度越高, ,饱和汽压越大饱和汽压越大, ,相同温度下相同温度下, ,越容易越容易 的液体的液体, ,饱和汽压越大饱和汽压越大. .3.3.湿度湿度(1)(1)绝对湿度绝对湿度: :空气中所含空气中所含 的压强的压强. .(2)(2)相对湿度相对湿度: :某温度时空气的某温度时空气的 跟同一温度下水的跟同一温度下水的 的的百分比百分比, ,即即B= B= ××100%100%温度温度蒸发蒸发水蒸气水蒸气绝对湿度绝对湿度饱和汽压饱和汽压4.4.物态变化物态变化三、气体三、气体1.1.气体的三个实验定律气体的三个实验定律(1)(1)等温变化等温变化————玻意耳定律玻意耳定律①①内容内容: :一定质量的某种气体一定质量的某种气体, ,在在 保持不变的情况下保持不变的情况下, ,压强压强p p与体积与体积V V成成 . .温度温度反比反比②②公式公式: : 或或pV=C(pV=C(常量常量).).(2)(2)等容变化等容变化————查理定律查理定律①①内容内容: :一定质量的某种气体一定质量的某种气体, ,在保持在保持 不变的情况下不变的情况下, ,压强压强p p与热力学温与热力学温度度T T成成 . .p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2体积体积正比正比(3)(3)等压变化等压变化————盖吕萨克定律盖吕萨克定律①①内容内容: :一定质量的某种气体一定质量的某种气体, ,在保持在保持 不变的情况下不变的情况下, ,体积体积V V与热力学温与热力学温度度T T成成 . .压强压强正比正比2.2.理想气体状态方程理想气体状态方程(1)(1)在任何在任何 、任何、任何 下都遵守气体实验定律的气体下都遵守气体实验定律的气体. .在温度在温度 、、压强压强 的条件下的条件下, ,一切实际气体都可以当做理想气体一切实际气体都可以当做理想气体. .温度温度压强压强不太低不太低不太大不太大(2)(2)微观上看其分子都是不占有空间的质点微观上看其分子都是不占有空间的质点, ,而且分子间除碰撞外完全没有互而且分子间除碰撞外完全没有互相作用力相作用力. .(3)(3)状态方程状态方程: =: =常量常量. .3.3.气体分子运动特点气体分子运动特点(1)(1)气体分子间距较大气体分子间距较大, ,分子力为零分子力为零, ,分子间除碰撞外不受其他力作用分子间除碰撞外不受其他力作用, ,向各个向各个方向运动的气体分子方向运动的气体分子 . .(2)(2)分子做无规则运动分子做无规则运动, ,分子速率按分子速率按 的统计规律分布的统计规律分布. .(3)(3)温度一定时某种气体分子的速率分布是确定的温度一定时某种气体分子的速率分布是确定的, ,温度升高时温度升高时, ,速率小的分速率小的分子数子数 , ,速率大的分子数增多速率大的分子数增多, ,分子的平均速率增大分子的平均速率增大, ,但不是每个分子但不是每个分子的速率都增大的速率都增大. .数目相等数目相等“中间多中间多, ,两头少两头少”减少减少自主检测自主检测1.1.思考判断思考判断(1)(1)液晶是液体和晶体的混合物液晶是液体和晶体的混合物.(.(　　　　) )(2)(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的单晶体的所有物理性质都是各向异性的.(.(　　　　) )(3)(3)晶体有天然规则的几何形状晶体有天然规则的几何形状, ,是因为物质微粒是规则排列的是因为物质微粒是规则排列的.(.(　　　　) )(4)(4)压强极大的气体不遵从气体实验定律压强极大的气体不遵从气体实验定律.(.(　　　　) )(5)(5)水蒸气达到饱和时水蒸气达到饱和时, ,水蒸气的压强不再变化水蒸气的压强不再变化, ,这时这时, ,水不再蒸发和凝结水不再蒸发和凝结.(.(　　　　) )(6)(6)当人们感到干燥时当人们感到干燥时, ,空气的相对湿度一定较小空气的相对湿度一定较小.(.(　　　　) )答案答案: :(1)(1)××　　(2)(2)××　　(3)√(3)√　　(4)√(4)√　　(5)(5)××　　(6)√(6)√2.2.( (多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.黄金可以切割加工成任意形状黄金可以切割加工成任意形状, ,所以是非晶体所以是非晶体B.B.同一种物质只能形成一种晶体同一种物质只能形成一种晶体C.C.单晶体的物理性质各向异性单晶体的物理性质各向异性D.D.玻璃没有确定的熔点玻璃没有确定的熔点E.E.液体的分子势能与体积有关液体的分子势能与体积有关CDECDE解解析析: :能能否否切切割割加加工工成成任任意意形形状状不不是是判判定定是是不不是是晶晶体体的的标标准准, ,黄黄金金是是晶晶体体, , A A错错误误; ;同同一一种种物物质质在在不不同同的的条条件件下下可可形形成成不不同同的的晶晶体体,B,B错错误误; ;单单晶晶体体的的物物理理性性质质各各向向异异性性,C,C正正确确; ;玻玻璃璃是是非非晶晶体体, ,无无确确定定的的熔熔点点,D,D正正确确. .液液体体体体积积变变化化, ,分子间距发生变化分子间距发生变化, ,分子势能变化分子势能变化, ,则分子势能与体积有关则分子势能与体积有关,E,E正确正确. .3.3.( (多选多选) )封闭在汽缸内一定质量的理想气体封闭在汽缸内一定质量的理想气体, ,如果保持气体体积不变如果保持气体体积不变, ,当温度当温度升高时升高时, ,以下说法正确的是以下说法正确的是( (　　 　　) )A.A.气体的密度增大气体的密度增大B.B.气体的压强增大气体的压强增大C.C.气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小D.D.气体分子的势能不变气体分子的势能不变E.E.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多BDEBDE解析解析: :气体质量气体质量m m一定一定, ,体积体积V V不变不变, ,则气体密度则气体密度ρ= ρ= 不变不变, ,故选项故选项A A错误错误; ;气气体温度升高体温度升高, ,则其分子平均动能增大则其分子平均动能增大, ,故选项故选项C C错误错误; ;理想气体的势能不变理想气体的势能不变, ,故选项故选项D D正确正确; ;体积体积V V不变不变, ,则分子密集程度不变则分子密集程度不变. .因分子动能增加因分子动能增加, ,则每秒则每秒内撞击单位面积器壁的气体分子数增多内撞击单位面积器壁的气体分子数增多, ,故选项故选项E E正确正确; ;每次碰撞冲击力增每次碰撞冲击力增大大, ,则压强增大则压强增大, ,故选项故选项B B正确正确. .4.4.若已知大气压强为若已知大气压强为p p0 0, ,在图各装置均处于静止状态在图各装置均处于静止状态, ,图中液体密度均为图中液体密度均为ρ,ρ,求被封闭气体的压强求被封闭气体的压强. .答案答案: :甲甲:p:p0 0-ρgh-ρgh　　乙乙:p:p0 0-ρgh-ρgh　　丙丙:p:p0 0- ρgh- ρgh　　丁丁:p:p0 0+ρgh+ρgh1 1 核心探究核心探究 分类探究分类探究··各个击破各个击破考点一　固体、液体、气体的性质考点一　固体、液体、气体的性质1.1.晶体和非晶体晶体和非晶体(1)(1)单晶体具有各向异性单晶体具有各向异性, ,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性但不是在各种物理性质上都表现出各向异性. .(2)(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体只要是具有各向异性的物体必定是晶体, ,且是单晶体且是单晶体. .(3)(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体只要是具有确定熔点的物体必定是晶体, ,反之是非晶体反之是非晶体. .(4)(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化. .(5)(5)晶体与非晶体熔化过程的区别晶体与非晶体熔化过程的区别晶体熔化过程晶体熔化过程, ,当温度达到熔点时当温度达到熔点时, ,吸收的热量全部用来破坏空间点阵吸收的热量全部用来破坏空间点阵, ,增加增加分子势能分子势能, ,而分子平均动能却保持不变而分子平均动能却保持不变, ,所以晶体有固定的熔点所以晶体有固定的熔点. .非晶体没有非晶体没有空间点阵空间点阵, ,熔化时不需要去破坏空间点阵熔化时不需要去破坏空间点阵, ,吸收的热量主要转化为分子的平均吸收的热量主要转化为分子的平均动能动能, ,不断吸热不断吸热, ,温度就不断上升温度就不断上升. .2.2.液体表面张力液体表面张力(1)(1)形成原因形成原因: :表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大, ,分子间的分子间的相互作用力表现为引力相互作用力表现为引力. .(2)(2)表表面面特特性性: :表表面面层层分分子子间间的的引引力力使使液液面面产产生生了了表表面面张张力力, ,使使液液体体表表面面好好像像一层绷紧的弹性薄膜一层绷紧的弹性薄膜. .(3)(3)表面张力的方向表面张力的方向: :和液面相切和液面相切, ,垂直于液面上的各条分垂直于液面上的各条分 界线界线. .(4)(4)表表面面张张力力的的效效果果: :表表面面张张力力使使液液体体表表面面具具有有收收缩缩趋趋势势, ,使使液液体体表表面面积积趋趋于于最小最小, ,而在体积相同的条件下而在体积相同的条件下, ,球形的表面积最小球形的表面积最小. .(5)(5)表面张力的大小表面张力的大小: :跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系. .3.3.气体分子速率分布特点气体分子速率分布特点(1)(1)大量气体分子的速率分布呈现大量气体分子的速率分布呈现“中间多中间多( (即中间速率区域的分子数目多即中间速率区域的分子数目多) )、两头少、两头少( (速率大或小的速率区域分子数目少速率大或小的速率区域分子数目少) )”的规律的规律. .(2)(2)温度升高时温度升高时, ,所有分子热运动的平均速率增大所有分子热运动的平均速率增大, ,即大部分分子的速率增即大部分分子的速率增大大, ,但也有少数分子的速率减小但也有少数分子的速率减小, ,“中间多、两头少中间多、两头少”的规律不变的规律不变, ,但中间但中间速率区域向速率大的方向偏移速率区域向速率大的方向偏移. .【【典例典例1 1】】 (2018(2018·河北秦皇岛质检河北秦皇岛质检)()(多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.液体表面张力的方向与液面相切液体表面张力的方向与液面相切B.B.单晶体有固定的熔点单晶体有固定的熔点, ,多晶体没有固定的熔点多晶体没有固定的熔点C.C.单晶体中原子单晶体中原子( (或分子、离子或分子、离子) )的排列具有空间周期性的排列具有空间周期性D.D.通常金属在各个方向的物理性质都相同通常金属在各个方向的物理性质都相同, ,所以金属是非晶体所以金属是非晶体E.E.液晶具有液体的流动性液晶具有液体的流动性, ,同时具有单晶体的各向异性特征同时具有单晶体的各向异性特征解析解析: :液体的表面张力与液体表面相切液体的表面张力与液体表面相切, ,垂直于液面上的各条分界线垂直于液面上的各条分界线, ,选项选项A A正确正确; ;无论无论是单晶体还是多晶体是单晶体还是多晶体, ,都有固定的熔点都有固定的熔点, ,选项选项B B错误错误; ;根据固体特性的微观解释可知根据固体特性的微观解释可知, ,选选项项C C正确正确; ;金属是由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列起来的金属是由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列起来的, ,在各个方向上的物理性在各个方向上的物理性质都相同质都相同, ,但有固定的熔点但有固定的熔点, ,金属属于多晶体金属属于多晶体, ,选项选项D D错误错误; ;液晶既具有液体的流动性液晶既具有液体的流动性, ,同时也具有单晶体的各向异性同时也具有单晶体的各向异性, ,选项选项E E正确正确. .ACEACE多维训练多维训练1.1.[ [液体和液晶液体和液晶] ]( (多选多选) )关于液体和液晶关于液体和液晶, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.液体表面层的分子分布比内部密液体表面层的分子分布比内部密B.B.液体有使其表面积收缩到最小的趋势液体有使其表面积收缩到最小的趋势C.C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力液体表面层分子之间只有引力而无斥力D.D.液晶具有光学性质各向异性的特点液晶具有光学性质各向异性的特点E.E.液晶分子的排列会因所加电压的变化而变化液晶分子的排列会因所加电压的变化而变化, ,由此引起光学性质的改变由此引起光学性质的改变BDEBDE解析解析: :液体表面层分子比较稀疏液体表面层分子比较稀疏,A,A错误错误; ;液体表面张力使其表面积有收缩到液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势最小的趋势,B,B正确正确; ;液体表面层分子之间既有引力又有斥力液体表面层分子之间既有引力又有斥力,C,C错误错误; ;液晶具液晶具有光学性质各向异性有光学性质各向异性,D,D正确正确; ;液晶的分子排列会因电场强度的变化而变化液晶的分子排列会因电场强度的变化而变化,E,E正确正确. .2.2.[ [对饱和汽、湿度的理解对饱和汽、湿度的理解] ]( (多选多选) )关于饱和汽压和相对湿度关于饱和汽压和相对湿度, ,下列说法中正确下列说法中正确的是的是( (　　 　　) )A.A.温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同B.B.温度升高时温度升高时, ,饱和汽压增大饱和汽压增大C.C.在相对湿度相同的情况下在相对湿度相同的情况下, ,夏天比冬天的绝对湿度大夏天比冬天的绝对湿度大D.D.饱和汽压和相对湿度都与体积无关饱和汽压和相对湿度都与体积无关E E饱和汽压和相对湿度都与体积有关饱和汽压和相对湿度都与体积有关BCDBCD解析解析: :在一定温度下在一定温度下, ,饱和汽压是一定的饱和汽压是一定的, ,饱和汽压随温度的升高而增大饱和汽压随温度的升高而增大, ,饱饱和汽压与液体的种类有关和汽压与液体的种类有关, ,与体积无关与体积无关. .空气中所含水蒸气的压强空气中所含水蒸气的压强, ,称为空气称为空气的绝对湿度的绝对湿度; ;相对湿度相对湿度= ,= ,夏天的饱和汽压大夏天的饱和汽压大, ,在相对湿度相在相对湿度相同时同时, ,夏天的绝对湿度大夏天的绝对湿度大. .由以上分析可知由以上分析可知B,C,DB,C,D正确正确. .3.3. [ [气体分子速率分布特点气体分子速率分布特点] ](2017(2017·全国全国ⅠⅠ卷卷,33)(,33)(多选多选) )氧气分子在氧气分子在0 ℃0 ℃和和100 ℃100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示变化分别如图中两条曲线所示. .下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.图中两条曲线下面积相等图中两条曲线下面积相等B.B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.C.图中实线对应于氧气分子在图中实线对应于氧气分子在100 ℃100 ℃时的情形时的情形D.D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.E.与与0 ℃0 ℃时相比时相比,100 ℃,100 ℃时氧气分子速率出现在时氧气分子速率出现在0 0～～400 m/s400 m/s区间内的分子数占区间内的分子数占总分子数的百分比较大总分子数的百分比较大ABCABC解析解析: :温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志, ,温度升高分子的平均动能增加温度升高分子的平均动能增加, ,不同温度不同温度下相同速率的分子所占比例不同下相同速率的分子所占比例不同, ,温度越高温度越高, ,速率大的分子占比例越高速率大的分子占比例越高, ,故虚故虚线为线为0 ℃0 ℃对应的曲线对应的曲线, ,实线是实线是100 ℃100 ℃对应的曲线对应的曲线, ,曲线下的面积都等于曲线下的面积都等于1,1,选选项项A,B,CA,B,C正确正确; ;由图像可知选项由图像可知选项D D错误错误;0 ℃;0 ℃时时300300～～400 m/s400 m/s速率的分子最多速率的分子最多,100℃,100℃时时400400～～500 m/s500 m/s速率的分子最多速率的分子最多, ,选项选项E E错误错误. .考点二　气体压强的产生与计算考点二　气体压强的产生与计算1.1.产生的原因产生的原因由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁, , 形成对器壁各处均匀、持续的形成对器壁各处均匀、持续的压力压力, ,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强. .2.2.决定因素决定因素(1)(1)宏观上宏观上: :决定于气体的温度和体积决定于气体的温度和体积. .(2)(2)微观上微观上: :决定于分子的平均动能和分子的密集程度决定于分子的平均动能和分子的密集程度. .3.3.平衡状态下气体压强的求法平衡状态下气体压强的求法(1)(1)参考液片法参考液片法: :选取假想的液体薄片选取假想的液体薄片( (自身重力不计自身重力不计) )为研究对象为研究对象, ,分析液分析液片两侧受力情况片两侧受力情况, ,建立平衡方程建立平衡方程, ,求得气体的压强求得气体的压强. .(2)(2)力平衡法力平衡法: :选与气体接触的液柱选与气体接触的液柱( (或活塞或活塞) )为研究对象进行受力分析为研究对象进行受力分析, ,得得到液柱到液柱( (或活塞或活塞) )的受力平衡方程的受力平衡方程, ,求得气体的压强求得气体的压强. .(3)(3)等压面法等压面法: :在连通器中在连通器中, ,同一种液体同一种液体( (中间不间断中间不间断) )同一深度处压强相等同一深度处压强相等. .4.4.加速运动系统中封闭气体压强的求法加速运动系统中封闭气体压强的求法选与气体接触的液柱或活塞为研究对象选与气体接触的液柱或活塞为研究对象, ,进行受力分析进行受力分析, ,利用牛顿第二定律利用牛顿第二定律列方程求解列方程求解. .【典例【典例2 2】】 如图所示如图所示, ,一汽缸水平固定在静止的小车上一汽缸水平固定在静止的小车上, ,一质量为一质量为m m、面积为、面积为S S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内, ,平衡时活塞与汽缸底相距平衡时活塞与汽缸底相距L.L.现让小现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动车以一较小的水平恒定加速度向右运动, ,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离距离d.d.已知大气压强为已知大气压强为p p0 0, ,不计汽缸和活塞间的摩擦不计汽缸和活塞间的摩擦; ;且小车运动时且小车运动时, ,大气对大气对活塞的压强仍可视为活塞的压强仍可视为p p0 0; ;整个过程温度保持不变整个过程温度保持不变. .求小车加速度的大小求小车加速度的大小. .解析解析: :设小车加速度大小为设小车加速度大小为a,a,稳定时汽缸内气体的压强为稳定时汽缸内气体的压强为p p1 1, ,则活塞受到汽则活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为缸内、外气体的压力分别为F F1 1=p=p1 1S,FS,F0 0=p=p0 0S S由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F F1 1-F-F0 0=ma=ma小车静止时小车静止时, ,在平衡情况下在平衡情况下, ,汽缸内气体的压强应为汽缸内气体的压强应为p p0 0. .由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1 1V V1 1=p=p0 0V V0 0式中式中V V0 0=SL,V=SL,V1 1=S(L-d)=S(L-d)联立以上各式得联立以上各式得a= .a= .答案答案: : 反思总结反思总结 气体压强的计算技巧气体压强的计算技巧气体压强的计算气体压强的计算, ,主要以与气体接触的活塞主要以与气体接触的活塞( (或汽缸或汽缸) )、水银柱为研究对象、水银柱为研究对象, ,前者常利用物体的平衡或牛顿第二定律来解决前者常利用物体的平衡或牛顿第二定律来解决, ,单位是帕斯卡单位是帕斯卡(Pa);(Pa);后者常后者常利用大气压强及液体压强的竖直特性处理利用大气压强及液体压强的竖直特性处理, ,如如p=pp=p0 0+p+ph h,p=p,p=p0 0-p-ph h等等, ,单位主要单位主要是是cmHgcmHg或或mmHg.mmHg.多维训练多维训练1.1.[ [液体封闭气体的压强液体封闭气体的压强] ]竖直平面内有如图所示的均匀玻璃管竖直平面内有如图所示的均匀玻璃管, ,内用两段水银内用两段水银柱封闭两段空气柱柱封闭两段空气柱a,b,a,b,各段水银柱高度如图所示各段水银柱高度如图所示, ,大气压为大气压为p p0 0, ,求空气柱求空气柱a,ba,b的的压强各多大压强各多大. .解析解析: :从开口端开始计算从开口端开始计算: :右端为大气压右端为大气压p p0 0, ,同种液体同一水平面上的压强相同种液体同一水平面上的压强相同同, ,所以所以b b气柱的压强为气柱的压强为p pb b=p=p0 0+ρg(h+ρg(h2 2-h-h1 1),),而而a a气柱的压强为气柱的压强为p pa a=p=pb b-ρgh-ρgh3 3=p=p0 0+ ρg+ ρg(h(h2 2-h-h1 1-h-h3 3).).答案答案: :p p0 0+ +ρρg(hg(h2 2-h-h1 1-h-h3 3) )　　p p0 0+ +ρρg(hg(h2 2-h-h1 1) )2.2. [ [活塞封闭气体的压强活塞封闭气体的压强] ]如图所示如图所示, ,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成圆筒组成, ,两圆筒中各有一个活塞两圆筒中各有一个活塞. .已知大活塞的质量为已知大活塞的质量为m m1 1, ,横截面积为横截面积为S S1 1; ;小小活塞的质量为活塞的质量为m m2 2, ,橫截面积为橫截面积为S S2 2; ;两活塞用刚性轻杆连接两活塞用刚性轻杆连接, ,汽缸外大气的压强汽缸外大气的压强为为p p0 0, ,求系统静止时缸内气体的压强求系统静止时缸内气体的压强. .答案答案: :见解析见解析考点三　气体实验定律的应用考点三　气体实验定律的应用1.1.三大气体实验定律三大气体实验定律(1)(1)玻意耳定律玻意耳定律( (等温变化等温变化) )p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2或或pV=C(pV=C(常数常数).).2.2.利用气体实验定律解决问题的基本思路利用气体实验定律解决问题的基本思路【【典例典例3 3】】 (2017 (2017·全国全国ⅠⅠ卷卷,33),33)如图如图, ,容积均为容积均为V V的汽缸的汽缸A,BA,B下端有细管下端有细管( (容积容积可忽略可忽略) )连通连通, ,阀门阀门K K2 2位于细管的中部位于细管的中部,A,B,A,B的顶部各有一阀门的顶部各有一阀门K K1 1,K,K3 3,B,B中有一可中有一可自由滑动的活塞自由滑动的活塞( (质量、体积均可忽略质量、体积均可忽略).).初始时初始时, ,三个阀门均打开三个阀门均打开, ,活塞在活塞在B B的的底部底部; ;关闭关闭K K2 2,K,K3 3, ,通过通过K K1 1给汽缸充气给汽缸充气, ,使使A A中气体的压强达到大气压中气体的压强达到大气压p p0 0的的3 3倍后关倍后关闭闭K K1 1. .已知室温为已知室温为27 ℃,27 ℃,汽缸导热汽缸导热. .(1)(1)打开打开K K2 2, ,求稳定时活塞上方气体的体积和压强求稳定时活塞上方气体的体积和压强; ;(2)(2)接着打开接着打开K K3 3, ,求稳定时活塞的位置求稳定时活塞的位置; ;(3)(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,20 ℃,求此时活塞下方气体的压强求此时活塞下方气体的压强. .〚〚核心点拨核心点拨〛〛 (1) (1)充气后打开充气后打开K K2 2,A,A中部分气体进入活塞下方中部分气体进入活塞下方, ,活塞上方与下活塞上方与下方两部分气体压强相等方两部分气体压强相等, ,两部分气体体积之和为两部分气体体积之和为2V.2V.(2)(2)打开打开K K3 3, ,利用玻意耳定律求出活塞下方气体的压强利用玻意耳定律求出活塞下方气体的压强, ,判断活塞是停在汽缸判断活塞是停在汽缸B B中某位置中某位置, ,还是位于最顶端还是位于最顶端. .方法技巧方法技巧 关联气体状态变化问题分析技巧关联气体状态变化问题分析技巧多个系统相互联系的定质量气体状态问题多个系统相互联系的定质量气体状态问题, ,往往以压强建立起系统间的关往往以压强建立起系统间的关系系, ,各系统独立进行状态分析各系统独立进行状态分析, ,分别应用相应的实验定律分别应用相应的实验定律, ,并充分挖掘各研并充分挖掘各研究对象之间的压强、体积等量的有效关联究对象之间的压强、体积等量的有效关联. .若活塞可自由移动若活塞可自由移动, ,一般要根一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. .1.1.[ [活塞封闭气体状态变化问题活塞封闭气体状态变化问题] ]如图所示如图所示, ,两端开口的汽缸水平固定两端开口的汽缸水平固定,A,B,A,B是两是两个厚度不计的活塞个厚度不计的活塞, ,可在汽缸内无摩擦滑动可在汽缸内无摩擦滑动, ,面积分别为面积分别为S S1 1=20 cm=20 cm2 2,S,S2 2=10 cm=10 cm2 2, ,它们之间用一根细杆连接它们之间用一根细杆连接,B,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2 kgM=2 kg的重物的重物C C连接连接, ,静止时汽缸中的气体温度静止时汽缸中的气体温度T T1 1=600 K,=600 K,汽缸两部分的气柱长均为汽缸两部分的气柱长均为L,L,已知大气压强已知大气压强p p0 0=1=1××10105 5 Pa, Pa,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,缸内气体可看做理想气体缸内气体可看做理想气体. .多维训练多维训练(1)(1)活塞静止时活塞静止时, ,求汽缸内气体的压强求汽缸内气体的压强; ;(2)(2)若降低汽缸内气体的温度若降低汽缸内气体的温度, ,当活塞当活塞A A缓慢向右移动缓慢向右移动 时时, ,求汽缸内气体的温求汽缸内气体的温度度. .解析解析: :(1)(1)设静止时汽缸内气体压强为设静止时汽缸内气体压强为p p1 1, ,活塞受力平衡活塞受力平衡p p1 1S S1 1+p+p0 0S S2 2=p=p0 0S S1 1+p+p1 1S S2 2+ + MgMg代入数据解得代入数据解得p p1 1=1.2=1.2××10105 5 Pa. Pa.答案答案: :(1)1.2(1)1.2××10105 5 Pa Pa　　(2)500 K(2)500 K2.2. [ [关联气体的状态变化问题关联气体的状态变化问题] ](2017(2017·安徽合肥二模安徽合肥二模) )如图所示如图所示, ,粗细均匀的粗细均匀的弯曲玻璃管弯曲玻璃管A,BA,B两端开口两端开口, ,管内有一段水银柱管内有一段水银柱, ,中管内水银面与管口中管内水银面与管口A A之间气体之间气体柱长为柱长为L LA A=40 cm,=40 cm,右管内气体柱长为右管内气体柱长为L LB B=39 cm.=39 cm.先将口先将口B B封闭封闭, ,再将左管竖直插再将左管竖直插入水银槽中入水银槽中, ,设被封闭的气体为理想气体设被封闭的气体为理想气体, ,整个过程温度不变整个过程温度不变, ,若稳定后进入若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低左管的水银面比水银槽水银面低4 cm,4 cm,已知大气压强已知大气压强p p0 0=76 cmHg,=76 cmHg,求求: :(1)A(1)A端上方气柱长度端上方气柱长度; ;(2)(2)稳定后右管内的气体压强稳定后右管内的气体压强. .解析解析: :(1)(1)设设A A端上方气柱长度为端上方气柱长度为L L1 1, ,由题可知由题可知, ,插入水银槽后左管内气体插入水银槽后左管内气体压强为压强为p p1 1=p=p0 0+Δh=80 cmHg+Δh=80 cmHg由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p0 0L LA A=p=p1 1L L1 1所以所以A A端上方气柱长度为端上方气柱长度为L L1 1=38 cm.=38 cm.(2)(2)设右管水银面上升设右管水银面上升h,h,则右管内气柱长度为则右管内气柱长度为L LB B-h,-h,气体压强为气体压强为p p1 1-2h,-2h,由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p0 0L LB B=(p=(p1 1-2h)(L-2h)(LB B-h)-h)解得解得h=1 cm(h=78 cmh=1 cm(h=78 cm舍去舍去) )所以右管内气体压强为所以右管内气体压强为p p2 2=p=p1 1-2h=78 cmHg.-2h=78 cmHg.答案答案: :(1)38 cm(1)38 cm　　(2)78 cmHg(2)78 cmHg考点四　气体状态变化中的图像问题考点四　气体状态变化中的图像问题一定质量气体状态变化图像对比一定质量气体状态变化图像对比【【典例典例4 4】】 (2018(2018·山东青岛模拟山东青岛模拟) )如图所示如图所示, ,一定质量的理想气体从状态一定质量的理想气体从状态A A经经B,C,DB,C,D再回到再回到A,A,问问AB,BC,CD,DAAB,BC,CD,DA分别是什么过程分别是什么过程? ?已知在状态已知在状态A A时体积为时体积为1 L,1 L,请请把此图改画为把此图改画为p-Vp-V图像图像. .答案答案: :见解析见解析反思总结反思总结 气体状态变化图像的应用技巧气体状态变化图像的应用技巧(1)(1)图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态, ,它对应着三个状态它对应着三个状态参量参量; ;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化的一个过程. .(2)(2)在在V-TV-T图像图像( (或或p-Tp-T图像图像) )中中, ,比较两个状态的压强比较两个状态的压强( (或体积或体积) )大小大小, ,可以可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小比较这两个状态到原点连线的斜率的大小, ,其规律是其规律是: :斜率越大斜率越大, ,压强压强( (或或体积体积) )越小越小; ;斜率越小斜率越小, ,压强压强( (或体积或体积) )越大越大. .1.1.[V-T[V-T图像的应用图像的应用] ]( (多选多选) )如图所示如图所示, ,一定质量的理想气体一定质量的理想气体, ,从图示从图示A A状态开始状态开始, ,经历了经历了B,CB,C状态状态, ,最后到最后到D D状态状态, ,下列判断中正确的是下列判断中正确的是( (　　 　　) )A.A→BA.A→B温度升高温度升高, ,压强不变压强不变B.B→CB.B→C体积不变体积不变, ,压强变大压强变大C.B→CC.B→C体积不变体积不变, ,压强不变压强不变D.C→DD.C→D体积变小体积变小, ,压强变大压强变大多维训练多维训练ADAD2.2.[ [图像间的转换图像间的转换] ]一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化, ,如图所如图所示示,p-T,p-T和和V-TV-T图各记录了其部分变化过程图各记录了其部分变化过程, ,试求试求: :(1)(1)温度温度600 K600 K时气体的压强时气体的压强; ;答案答案: :(1)1.25(1)1.25××10105 5 Pa Pa　　(2)(2)在在p-Tp-T图像上将温度从图像上将温度从400 K400 K升高到升高到600 K600 K的变化过程补充完整的变化过程补充完整. .解析解析: : (2) (2)在原在原p-Tp-T图像上补充两段直线图像上补充两段直线, ,如图所示如图所示. .答案答案: :(2)(2)见解析见解析 演练提升演练提升 真题体验真题体验··强化提升强化提升高考模拟高考模拟1.1.[ [晶体和非晶体的特点晶体和非晶体的特点] ](2015(2015·全国全国ⅠⅠ卷卷,33)(,33)(多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.将一块晶体敲碎后将一块晶体敲碎后, ,得到的小颗粒是非晶体得到的小颗粒是非晶体B.B.固体可以分为晶体和非晶体两类固体可以分为晶体和非晶体两类, ,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.C.由同种元素构成的固体由同种元素构成的固体, ,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.D.在在合合适适的的条条件件下下, ,某某些些晶晶体体可可以以转转变变为为非非晶晶体体, ,某某些些非非晶晶体体也也可可以以转转变变为为 晶晶体体E.E.在熔化过程中在熔化过程中, ,晶体要吸收热量晶体要吸收热量, ,但温度保持不变但温度保持不变, ,内能也保持不变内能也保持不变BCDBCD解析解析: :晶体被敲碎后晶体被敲碎后, ,其空间点阵结构未变其空间点阵结构未变, ,仍是晶体仍是晶体,A,A错误错误; ;单晶体光学单晶体光学性质各向异性性质各向异性,B,B正确正确; ;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体体,C,C正确正确; ;如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构, ,晶体和非晶晶体和非晶体之间可以互相转化体之间可以互相转化,D,D正确正确; ;在晶体熔化过程中在晶体熔化过程中, ,温度保持不变温度保持不变, ,只是分子只是分子平均动能保持不变平均动能保持不变, ,分子势能会发生改变分子势能会发生改变, ,内能也会改变内能也会改变,E,E错误错误. .2.2.[ [液晶、液体的性质液晶、液体的性质] ](2014(2014·全国全国ⅡⅡ卷卷,33)(,33)(多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.D.高原地区水的沸点较低高原地区水的沸点较低, ,这是高原地区温度较低的缘故这是高原地区温度较低的缘故E.E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度, ,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果热的结果BCEBCE解析解析: :悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动, ,而不是反映花粉分子而不是反映花粉分子的热运动的热运动, ,选项选项A A错误错误; ;由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩, ,使小雨滴呈球使小雨滴呈球形形, ,选项选项B B正确正确; ;液晶的光学性质具有各向异性液晶的光学性质具有各向异性, ,彩色液晶显示器利用了这一性质彩色液晶显示器利用了这一性质, ,选选项项C C正确正确; ;高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小, ,水的沸点随大气水的沸点随大气压强的降低而降低压强的降低而降低, ,选项选项D D错误错误; ;由于液体蒸发时吸收热量由于液体蒸发时吸收热量, ,温度降低温度降低, ,所以湿泡显示所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度的温度低于干泡显示的温度, ,选项选项E E正确正确. .3.3.[ [气体的性质气体的性质] ](2016(2016·江苏卷江苏卷,12A),12A)如图如图( (甲甲) )所示所示, ,在斯特林循环的在斯特林循环的p-Vp-V图像图像中中, ,一定质量理想气体从状态一定质量理想气体从状态A A依次经过状态依次经过状态B,CB,C和和D D后再回到状态后再回到状态A,A,整个过程整个过程由两个等温和两个等容过程组成由两个等温和两个等容过程组成.B→C.B→C的过程中的过程中, ,单位体积中的气体分子数目单位体积中的气体分子数目　　　　 　　 　　( (选填选填““增大增大”“”“减小减小””或或““不变不变””),),状态状态A A和状态和状态D D的气体分子热运动速率的气体分子热运动速率的统计分布图像如图的统计分布图像如图( (乙乙) )所示所示, ,则状态则状态A A对应的是对应的是　　　　 　　 　　( (选填选填““①①””或或““②②””).).  解析解析: :由图知由图知B→CB→C的过程中气体的体积不变的过程中气体的体积不变, ,所以单位体积中的气体分子所以单位体积中的气体分子数目不变数目不变; ;当温度升高时当温度升高时, ,分子热运动加剧分子热运动加剧, ,速率较大的分子所占百分比增速率较大的分子所占百分比增大大, ,分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展, ,峰值变低峰值变低, ,曲线曲线变宽变宽, ,变平坦变平坦, ,由图由图( (甲甲) )知知D→AD→A的过程气体的体积不变的过程气体的体积不变, ,压强减小压强减小, ,则温度则温度降低降低, ,所以状态所以状态A A对应的是对应的是①.①.答案答案: :不变　不变　①①4.4.[ [玻璃管液封类状态变化玻璃管液封类状态变化] ](2017(2017·全国全国ⅢⅢ卷卷,33),33)一种测量稀薄气体压强的一种测量稀薄气体压强的仪器如图仪器如图(a)(a)所示所示, ,玻璃泡玻璃泡M M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K K1 1和和K K2 2.K.K1 1长为长为l,l,顶端封闭顶端封闭,K,K2 2上端与待测气体连通上端与待测气体连通;M;M下端经橡皮软管与充有水银的容器下端经橡皮软管与充有水银的容器R R连通连通. .开始测量时开始测量时,M,M与与K K2 2相通相通; ;逐渐提升逐渐提升R,R,直到直到K K2 2中水银面与中水银面与K K1 1顶端等高顶端等高, ,此此时水银已进入时水银已进入K K1 1, ,且且K K1 1中水银面比顶端低中水银面比顶端低h,h,如图如图(b)(b)所示所示. .设测量过程中温度、设测量过程中温度、与与K K2 2相通的待测气体的压强均保持不变相通的待测气体的压强均保持不变. .已知已知K K1 1和和K K2 2的内径均为的内径均为d,Md,M的容积为的容积为V V0 0, ,水银的密度为水银的密度为ρ,ρ,重力加速度大小为重力加速度大小为g.g.求求: :(1)(1)待测气体的压强待测气体的压强; ;(2)(2)该仪器能够测量的最大压强该仪器能够测量的最大压强. .5.5.[ [关联气体状态变化关联气体状态变化] ](2016(2016·全国全国ⅢⅢ卷卷,33),33)一一U U形玻璃管竖直放置形玻璃管竖直放置, ,左端开左端开口口, ,右端封闭右端封闭, ,左端上部有一光滑的轻活塞左端上部有一光滑的轻活塞. .初始时初始时, ,管内汞柱及空气柱长度管内汞柱及空气柱长度如图所示如图所示. .用力向下缓慢推活塞用力向下缓慢推活塞, ,直至管内两边汞柱高度相等时为止直至管内两边汞柱高度相等时为止. .求此时求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离. .已知玻璃管的横截面积处处相已知玻璃管的横截面积处处相同同; ;在活塞向下移动的过程中在活塞向下移动的过程中, ,没有发生气体泄漏没有发生气体泄漏; ;大气压强大气压强p p0 0=75.0 cmHg.=75.0 cmHg.环境温度不变环境温度不变. .答案答案: :144 cmHg144 cmHg　　9.42 cm9.42 cm6.6.[ [玻璃管液封气体状态变化玻璃管液封气体状态变化] ](2017(2017·海南卷海南卷,16),16)一粗细均匀的一粗细均匀的U U形管形管ABCDABCD的的A A端封闭端封闭,D,D端与大气相通端与大气相通. .用水银将一定质量的理想气体封闭在用水银将一定质量的理想气体封闭在U U形管的形管的ABAB一侧一侧, ,并将两端向下竖直放置并将两端向下竖直放置, ,如图所示如图所示. .此时此时ABAB侧的气体柱长度侧的气体柱长度l l1 1=25 cm.=25 cm.管中管中AB,CDAB,CD两侧的水银面高度差两侧的水银面高度差h h1 1=5 cm.=5 cm.现将现将U U形管缓慢旋转形管缓慢旋转180180°°, ,使使A,DA,D两两端在上端在上, ,在转动过程中没有水银漏出在转动过程中没有水银漏出. .已知大气压强已知大气压强p p0 0=76 cmHg.=76 cmHg.求旋转后求旋转后,AB,CD,AB,CD两侧的水银面高度差两侧的水银面高度差. .解析解析: :对封闭气体研究对封闭气体研究, ,初状态时初状态时, ,压强为压强为p p1 1=p=p0 0+h+h1 1=(76+5) cmHg=81 cmHg,=(76+5) cmHg=81 cmHg,体积为体积为V V1 1=l=l1 1S,S,设旋转后设旋转后, ,气体长度增大气体长度增大Δx,Δx,则高度差变为则高度差变为(5-2Δx)cm,(5-2Δx)cm,此时气体的压强为此时气体的压强为p p2 2=p=p0 0-(5-2Δx)=(71+2Δx)cmHg,-(5-2Δx)=(71+2Δx)cmHg,体积为体积为V V2 2=(25+Δx)S,=(25+Δx)S,根据玻意耳定律得根据玻意耳定律得p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2, ,即即8181××25=(71+2Δx)(25+Δx)25=(71+2Δx)(25+Δx)解得解得Δx=2 cm,Δx=2 cm,根据几何关系知根据几何关系知,AB,CD,AB,CD两侧的水银面高度差为两侧的水银面高度差为Δh=5-2Δx=1 cm.Δh=5-2Δx=1 cm.答案答案: :1 cm1 cm拓展增分拓展增分气体变质量问题气体变质量问题由于气体实验定律及理想气体状态方程适用于一定质量的气体由于气体实验定律及理想气体状态方程适用于一定质量的气体, ,因此若气因此若气体的质量发生变化时体的质量发生变化时, ,可通过巧妙地选择研究对象可通过巧妙地选择研究对象, ,使这类问题转化为定质使这类问题转化为定质量气体问题量气体问题, ,用气体实验定律求解用气体实验定律求解. .(1)(1)打气问题打气问题: :向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题, ,只要选只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象, ,就可把充气过程中的气就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题. .(2)(2)抽气问题抽气问题: :从容器内抽气的过程中从容器内抽气的过程中, ,容器内的气体质量不断减小容器内的气体质量不断减小, ,这属于这属于变质量问题变质量问题. .分析时分析时, ,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象象, ,质量不变质量不变, ,故抽气过程可以看做是等温膨胀过程故抽气过程可以看做是等温膨胀过程. .(3)(3)灌气问题灌气问题( (两部分气体混合两部分气体混合):):将一个大容器里的气体分装到多个小容器将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题中的问题, ,也是一个典型的变质量问题也是一个典型的变质量问题. .分析这类问题时分析这类问题时, ,把大容器中的剩把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象, ,可将变质量问题转可将变质量问题转化为定质量问题化为定质量问题. .(4)(4)漏气问题漏气问题( (分装分装):):容器漏气过程中气体的质量不断发生变化容器漏气过程中气体的质量不断发生变化, ,属于变质属于变质量问题量问题. .如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象, ,便可使问题便可使问题变成一定质量气体的状态变化变成一定质量气体的状态变化, ,可用理想气体的状态方程求解可用理想气体的状态方程求解. .1.1.充气中的变质量问题充气中的变质量问题【示例【示例1 1】】 (2018(2018·陕西汉中质检陕西汉中质检) )一个篮球的容积是一个篮球的容积是2.5 L,2.5 L,用打气筒给篮球用打气筒给篮球打气时打气时, ,每次把每次把10105 5PaPa的空气打进去的空气打进去125 cm125 cm3 3. .如果在打气前篮球里的空气压强如果在打气前篮球里的空气压强也是也是10105 5 Pa, Pa,那么打那么打3030次以后篮球内的空气压强是多少次以后篮球内的空气压强是多少?(?(设在打气过程中气设在打气过程中气体温度不变体温度不变) )解析解析: :由于每打一次气由于每打一次气, ,总是把总是把ΔVΔV体积体积, ,相等质量、压强为相等质量、压强为p p0 0的空气压到的空气压到容积为容积为V V0 0的容器中的容器中, ,所以打所以打n n次气后次气后, ,共打入压强为共打入压强为p p0 0的气体的总体积为的气体的总体积为nΔV,nΔV,因为打入的因为打入的nΔVnΔV体积的气体与原先容器里空气的状态相同体积的气体与原先容器里空气的状态相同, ,故以这故以这两部分气体的整体为研究对象两部分气体的整体为研究对象. .取打气前为初状态取打气前为初状态: :压强为压强为p p0 0、体积为、体积为V V0 0+nΔV;+nΔV;打气后容器中气体的状态为末状态打气后容器中气体的状态为末状态: :压强为压强为p pn n、体积为、体积为V V0 0. .令令V V2 2为篮球的体积为篮球的体积,V,V1 1为为n n次所充气体的体积及篮球的体积之和次所充气体的体积及篮球的体积之和则则V V1 1=2.5 L+30=2.5 L+30××0.125 L0.125 L由于整个过程中气体质量不变、温度不变由于整个过程中气体质量不变、温度不变, ,用玻意耳定律用玻意耳定律. .p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2p p2 2= = Pa=2.5= = Pa=2.5××10105 5PaPa答案答案: :2.52.5××10105 5PaPa2.2.抽气中的变质量问题抽气中的变质量问题用打气筒对容器抽气的过程中用打气筒对容器抽气的过程中, ,对每一次抽气而言对每一次抽气而言, ,气体质量发生变化气体质量发生变化, ,其解其解决方法同充气问题类似决方法同充气问题类似: :假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中中, ,即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题. .【【示例示例2 2】】 (2018(2018·广东佛山质检广东佛山质检) )用容积为用容积为ΔVΔV的活塞式抽气机对容积为的活塞式抽气机对容积为V V0 0的容器中的气体抽气的容器中的气体抽气, ,如图所示如图所示. .设容器中原来气体压强为设容器中原来气体压强为p p0 0, ,抽气过程中气抽气过程中气体温度不变体温度不变. .求抽气机的活塞抽动求抽气机的活塞抽动n n次后次后, ,容器中剩余气体的压强容器中剩余气体的压强p pn n为多大为多大? ?解析解析: : 如图是活塞式抽气机示意图如图是活塞式抽气机示意图, ,当活塞下压当活塞下压, ,阀门阀门a a关闭关闭,b,b打开打开, ,抽气抽气机汽缸中机汽缸中ΔVΔV体积的气体排出体积的气体排出. .活塞第二次上提活塞第二次上提( (即抽第二次气即抽第二次气),),容器中容器中气体压强降为气体压强降为p p2 2. .根据玻意耳定律得根据玻意耳定律得3.3.灌气中变质量问题灌气中变质量问题【【示例示例3 3】】 (2018(2018·江西景德镇模拟江西景德镇模拟) )某容积为某容积为20 L20 L的氧气瓶里装有的氧气瓶里装有30 atm30 atm的氧气的氧气, ,现把氧气分装到容积为现把氧气分装到容积为5 L5 L的小钢瓶中的小钢瓶中, ,使每个小钢瓶中氧气的压强使每个小钢瓶中氧气的压强为为4 atm,4 atm,如果每个小钢瓶中原有氧气压强为如果每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm.1 atm.问最多能分装多少瓶问最多能分装多少瓶? ?( (设分装过程中无漏气设分装过程中无漏气, ,且温度不变且温度不变) )解析解析: :设最多能分装设最多能分装N N个小钢瓶个小钢瓶, ,并选取氧气瓶中的氧气和并选取氧气瓶中的氧气和N N个小钢瓶中的个小钢瓶中的氧气整体为研究对象氧气整体为研究对象. .分装前后温度分装前后温度T T不变不变, ,分装前整体的状态分装前整体的状态p p1 1=30 atm,V=30 atm,V1 1=20 L=20 Lp p2 2=1 atm,V=1 atm,V2 2=5N L=5N L分装后整体的状态分装后整体的状态p p1 1′=p′=p2 2′=4 atm,V′=4 atm,V1 1′=20 L,V′=20 L,V2 2′=5N L′=5N L由此有关系式由此有关系式p p1 1V V1 1+p+p2 2V V2 2=p=p1 1′V′V1 1′+p′+p2 2′V′V2 2′′代入数据解得代入数据解得N≈34.7,N≈34.7,取取3434瓶瓶. .答案答案: :34344.4.漏气中变质量问题漏气中变质量问题【示例【示例4 4】】 (2017(2017·湖南株洲二模湖南株洲二模) )开口的玻璃瓶内装有空气开口的玻璃瓶内装有空气, ,当温度自当温度自0 ℃0 ℃升高到升高到100 ℃100 ℃时时, ,瓶内恰好失去质量为瓶内恰好失去质量为1 g1 g的空气的空气, ,求瓶内原有空气质量多少求瓶内原有空气质量多少克克? ?答案答案: :3.73 g3.73 g。