运用气体定律解决变质量问题的几种方法
7页1、运用气体定律解决变质量问题的几种方法解变质量问题是气体定律教学中的一个难点,气体定律的适用条件是气体质量不变,所以在解决这一类问题中就要设法将变质量转化为定质量处理。常用的解题方法如下。一、等效的方法在充气、抽气的问题中可以假设把充进或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。1.充气中的变质量问题设想将充进容器内的气体用一根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.例1一个篮球的容积是 2.5L,用打气筒给篮球打气时,每次把105Pa的空气打进去125cm3。如果在打气前篮球里的空气压强也是105Pa,那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa?(设在打气过程中气体温度不变)解析:由于每打一次气,总是把V体积,相等质量、压强为 p0的空气压到容积为V的容器中,所以打n次气后,共打入压强为Po的气体的总体积为 n V,因为打入的n V 体积的气体与原先容器里空气的状态相同, 故以这两部分气体的整体为研究对象. 取打气前 为
2、初状态:压强为 Po、体积为Vo n N ;打气后容器中气体的状态为末状态:压强为 Pn、体积为Vo 令V2为篮球的体积,V|为n次所充气体的体积及篮球的体积之和则M =2.5L30 0.125L由于整个过程中气体质量不变、温度不变,可用玻意耳定律求解。P1 M 二 P2 V2105 (2.5 30 0.125)2.5Pa = 2.5 105Pa2.抽气中的变质量问题用打气筒对容器抽气的的过程中, 对每一次抽气而言, 气体质量发生变化,其解决方法 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中,即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。 b例2.用容积为AV的活塞式抽气机对容积为 V0的容器中的气体分玄乂抽气,如图1所示。设容器中原来气体压强为 Po ,抽气过程中气体温度不变.求抽气机的活塞抽动 n次后,容器中剩余气体的压强 pn为多大?解析:如图是活塞抽气机示意图,当活塞下压,阀门 a关闭,b打开,抽气机气缸中 V体积的气体排出活塞第二次上提(即抽第二次气) ,容器中气体压强降为 P2 根据玻意 耳定律得第一次抽气P0V0 = Pi(V:V)PiV0Pov0 +Av
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