物理總選考3-3 第2課時 固體、液體與氣體 教科版

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1、第第2 2課時固體、液體與氣體課時固體、液體與氣體基礎回顧基礎回顧核心探究核心探究演練提升演練提升 基礎回顧基礎回顧 自主梳理自主梳理融會貫通融會貫通知識梳理知識梳理一、固體和液體一、固體和液體1.1.晶體晶體(單晶體、多晶體單晶體、多晶體)和非晶體的比較和非晶體的比較分分分分類類類類比比比比較較較較晶體晶體晶體晶體非晶體非晶體非晶體非晶體單單單單晶體晶體晶體晶體多晶體多晶體多晶體多晶體外形外形外形外形規(guī)則規(guī)則規(guī)則規(guī)則_不不不不規(guī)則規(guī)則規(guī)則規(guī)則熔點熔點熔點熔點確定確定確定確定_物理性物理性物理性物理性質質質質_ _ _ _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規(guī)則不

2、規(guī)則不確定不確定各向異性各向異性微微微微觀結觀結觀結觀結構構構構晶體微粒有晶體微粒有晶體微粒有晶體微粒有規(guī)規(guī)規(guī)規(guī)律律律律地、周期性地在地、周期性地在地、周期性地在地、周期性地在空空空空間間間間排列排列排列排列許許許許多多多多單單單單晶體晶體晶體晶體雜雜雜雜亂無章地亂無章地亂無章地亂無章地組組組組合合合合在一起在一起在一起在一起組組組組成物成物成物成物質質質質的分子無的分子無的分子無的分子無規(guī)規(guī)規(guī)規(guī)律地律地律地律地組組組組合在一起合在一起合在一起合在一起形成與形成與形成與形成與轉轉轉轉化化化化有的物有的物有的物有的物質質質質在不同條件下能在不同條件下能在不同條件下能在不同條件下能夠夠夠夠形成不同

3、的形形成不同的形形成不同的形形成不同的形態(tài)態(tài)態(tài)態(tài).同一物同一物同一物同一物質質質質可可可可以以以以組組組組成非晶體或不同成非晶體或不同成非晶體或不同成非晶體或不同結結結結構的晶體構的晶體構的晶體構的晶體,有些非晶體有些非晶體有些非晶體有些非晶體,在一定條件在一定條件在一定條件在一定條件下也可下也可下也可下也可轉轉轉轉化化化化為為為為晶體晶體晶體晶體典型物典型物典型物典型物質質質質石英、云母、食石英、云母、食石英、云母、食石英、云母、食鹽鹽鹽鹽、硫酸、硫酸、硫酸、硫酸銅銅銅銅玻璃、蜂蠟、松香玻璃、蜂蠟、松香玻璃、蜂蠟、松香玻璃、蜂蠟、松香2.2.液體液體(1)(1)液體的表面張力液體的表面張力定

4、義定義:液體液體 存在的收縮力存在的收縮力.表面表面作用作用:使液體的表面積趨向使液體的表面積趨向 .原因原因:液體表面層分子間距較大液體表面層分子間距較大,分子力表現(xiàn)為引力分子力表現(xiàn)為引力.(2)(2)液晶液晶液晶分子既能在某條件下保持排列有序而顯示光學性質各向液晶分子既能在某條件下保持排列有序而顯示光學性質各向 ,又可又可以自由移動位置以自由移動位置,保持了液體的保持了液體的 ;液晶分子的位置無序使它像液晶分子的位置無序使它像 ,排列有序使它像排列有序使它像 ;液晶的物理性質很容易在外界的影響下液晶的物理性質很容易在外界的影響下 .最小最小異性異性流動性流動性液體液體晶體晶體發(fā)生改變發(fā)生改

5、變(3)(3)毛細現(xiàn)象毛細現(xiàn)象浸潤液體在細管中浸潤液體在細管中 的現(xiàn)象以及不浸潤液體在細管中的現(xiàn)象以及不浸潤液體在細管中 的現(xiàn)象的現(xiàn)象.上升上升下降下降二、飽和汽、濕度、物態(tài)變化二、飽和汽、濕度、物態(tài)變化1.1.飽和汽與未飽和汽飽和汽與未飽和汽(1)(1)飽和汽飽和汽:跟液體處于跟液體處于 的氣體的氣體.(2)(2)未飽和汽未飽和汽:未達到未達到 的氣體的氣體.動態(tài)平衡動態(tài)平衡飽和飽和2.2.飽和汽壓飽和汽壓(1)(1)定義定義:飽和汽產生的壓強飽和汽產生的壓強.(2)(2)特點特點:飽和汽壓與飽和汽壓與 和液體的性質直接相關和液體的性質直接相關,溫度越高溫度越高,飽和汽壓越大飽和汽壓越大,相

6、同溫度下相同溫度下,越容易越容易 的液體的液體,飽和汽壓越大飽和汽壓越大.3.3.濕度濕度(1)(1)絕對濕度絕對濕度:空氣中所含空氣中所含 的壓強的壓強.(2)(2)相對濕度相對濕度:某溫度時空氣的某溫度時空氣的 跟同一溫度下水的跟同一溫度下水的 的的百分比百分比,即即B=B=100%100%溫度溫度蒸發(fā)蒸發(fā)水蒸氣水蒸氣絕對濕度絕對濕度飽和汽壓飽和汽壓4.4.物態(tài)變化物態(tài)變化三、氣體三、氣體1.1.氣體的三個實驗定律氣體的三個實驗定律(1)(1)等溫變化等溫變化玻意耳定律玻意耳定律內容內容:一定質量的某種氣體一定質量的某種氣體,在在 保持不變的情況下保持不變的情況下,壓強壓強p p與體積與體

7、積V V成成 .溫度溫度反比反比公式公式:或或pVpV=C(=C(常量常量).).(2)(2)等容變化等容變化查理定律查理定律內容內容:一定質量的某種氣體一定質量的某種氣體,在保持在保持 不變的情況下不變的情況下,壓強壓強p p與熱力學溫與熱力學溫度度T T成成 .p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2體積體積正比正比(3)(3)等壓變化等壓變化蓋呂薩克定律蓋呂薩克定律內容內容:一定質量的某種氣體一定質量的某種氣體,在保持在保持 不變的情況下不變的情況下,體積體積V V與熱力學溫與熱力學溫度度T T成成 .壓強壓強正比正比2.2.理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程(1)(1)在任何在

8、任何 、任何任何 下都遵守氣體實驗定律的氣體下都遵守氣體實驗定律的氣體.在溫度在溫度 、壓強壓強 的條件下的條件下,一切實際氣體都可以當做理想氣體一切實際氣體都可以當做理想氣體.溫度溫度壓強壓強不太低不太低不太大不太大(2)(2)微觀上看其分子都是不占有空間的質點微觀上看其分子都是不占有空間的質點,而且分子間除碰撞外完全沒有互而且分子間除碰撞外完全沒有互相作用力相作用力.(3)(3)狀態(tài)方程狀態(tài)方程:=:=常量常量.3.3.氣體分子運動特點氣體分子運動特點(1)(1)氣體分子間距較大氣體分子間距較大,分子力為零分子力為零,分子間除碰撞外不受其他力作用分子間除碰撞外不受其他力作用,向各個向各個方

9、向運動的氣體分子方向運動的氣體分子 .(2)(2)分子做無規(guī)則運動分子做無規(guī)則運動,分子速率按分子速率按 的統(tǒng)計規(guī)律分布的統(tǒng)計規(guī)律分布.(3)(3)溫度一定時某種氣體分子的速率分布是確定的溫度一定時某種氣體分子的速率分布是確定的,溫度升高時溫度升高時,速率小的分速率小的分子數(shù)子數(shù) ,速率大的分子數(shù)增多速率大的分子數(shù)增多,分子的平均速率增大分子的平均速率增大,但不是每個分子但不是每個分子的速率都增大的速率都增大.數(shù)目相等數(shù)目相等“中間多中間多,兩頭少兩頭少”減少減少自主檢測自主檢測1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)液晶是液體和晶體的混合物液晶是液體和晶體的混合物.(.()(2)(2)單晶體的所

10、有物理性質都是各向異性的單晶體的所有物理性質都是各向異性的.(.()(3)(3)晶體有天然規(guī)則的幾何形狀晶體有天然規(guī)則的幾何形狀,是因為物質微粒是規(guī)則排列的是因為物質微粒是規(guī)則排列的.(.()(4)(4)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律.(.()(5)(5)水蒸氣達到飽和時水蒸氣達到飽和時,水蒸氣的壓強不再變化水蒸氣的壓強不再變化,這時這時,水不再蒸發(fā)和凝結水不再蒸發(fā)和凝結.(.()(6)(6)當人們感到干燥時當人們感到干燥時,空氣的相對濕度一定較小空氣的相對濕度一定較小.(.()答案答案:(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)

11、2.2.(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.黃金可以切割加工成任意形狀黃金可以切割加工成任意形狀,所以是非晶體所以是非晶體B.B.同一種物質只能形成一種晶體同一種物質只能形成一種晶體C.C.單晶體的物理性質各向異性單晶體的物理性質各向異性D.D.玻璃沒有確定的熔點玻璃沒有確定的熔點E.E.液體的分子勢能與體積有關液體的分子勢能與體積有關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狀狀不不是是判判定定是是不不是是晶晶體體的的標標準準,黃黃金金是是晶晶體體,A A錯錯誤誤;同同一一種種物物質質在在不不同同的的條條件件下下可可形形成成不不同同的的晶晶體體,B,B

12、錯錯誤誤;單單晶晶體體的的物物理理性性質質各各向向異異性性,C,C正正確確;玻玻璃璃是是非非晶晶體體,無無確確定定的的熔熔點點,D,D正正確確.液液體體體體積積變變化化,分子間距發(fā)生變化分子間距發(fā)生變化,分子勢能變化分子勢能變化,則分子勢能與體積有關則分子勢能與體積有關,E,E正確正確.3.3.(多選多選)封閉在汽缸內一定質量的理想氣體封閉在汽缸內一定質量的理想氣體,如果保持氣體體積不變如果保持氣體體積不變,當溫度當溫度升高時升高時,以下說法正確的是以下說法正確的是()A.A.氣體的密度增大氣體的密度增大B.B.氣體的壓強增大氣體的壓強增大C.C.氣體分子的平均動能減小氣體分子的平均動能減小D

13、.D.氣體分子的勢能不變氣體分子的勢能不變E.E.每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多BDEBDE解析解析:氣體質量氣體質量m m一定一定,體積體積V V不變不變,則氣體密度則氣體密度=不變不變,故選項故選項A A錯誤錯誤;氣氣體溫度升高體溫度升高,則其分子平均動能增大則其分子平均動能增大,故選項故選項C C錯誤錯誤;理想氣體的勢能不變理想氣體的勢能不變,故選項故選項D D正確正確;體積體積V V不變不變,則分子密集程度不變則分子密集程度不變.因分子動能增加因分子動能增加,則每秒則每秒內撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多內撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多,故選

14、項故選項E E正確正確;每次碰撞沖擊力增每次碰撞沖擊力增大大,則壓強增大則壓強增大,故選項故選項B B正確正確.4.4.若已知大氣壓強為若已知大氣壓強為p p0 0,在圖各裝置均處于靜止狀態(tài)在圖各裝置均處于靜止狀態(tài),圖中液體密度均為圖中液體密度均為,求被封閉氣體的壓強求被封閉氣體的壓強.答案答案:甲甲:p:p0 0-gh-gh乙乙:p:p0 0-gh-gh丙丙:p:p0 0-ghgh丁丁:p:p0 0+gh+gh1 1 核心探究核心探究 分類探究分類探究各個擊破各個擊破考點一固體、液體、氣體的性質考點一固體、液體、氣體的性質1.1.晶體和非晶體晶體和非晶體(1)(1)單晶體具有各向異性單晶體具

15、有各向異性,但不是在各種物理性質上都表現(xiàn)出各向異性但不是在各種物理性質上都表現(xiàn)出各向異性.(2)(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體且是單晶體.(3)(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體只要是具有確定熔點的物體必定是晶體,反之是非晶體反之是非晶體.(4)(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化.(5)(5)晶體與非晶體熔化過程的區(qū)別晶體與非晶體熔化過程的區(qū)別晶體熔化過程晶體熔化過程,當溫度達到熔點時當溫度達到熔點時,吸收的熱量全部用來破壞空間點陣吸收的熱量全部用來破壞空間點陣,增加增加分子勢能分子勢能,

16、而分子平均動能卻保持不變而分子平均動能卻保持不變,所以晶體有固定的熔點所以晶體有固定的熔點.非晶體沒有非晶體沒有空間點陣空間點陣,熔化時不需要去破壞空間點陣熔化時不需要去破壞空間點陣,吸收的熱量主要轉化為分子的平均吸收的熱量主要轉化為分子的平均動能動能,不斷吸熱不斷吸熱,溫度就不斷上升溫度就不斷上升.2.2.液體表面張力液體表面張力(1)(1)形成原因形成原因:表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大,分子間的分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力相互作用力表現(xiàn)為引力.(2)(2)表表面面特特性性:表表面面層層分分子子間間的的引引力力使使液液面面產產生生了

17、了表表面面張張力力,使使液液體體表表面面好好像像一層繃緊的彈性薄膜一層繃緊的彈性薄膜.(3)(3)表面張力的方向表面張力的方向:和液面相切和液面相切,垂直于液面上的各條分垂直于液面上的各條分 界線界線.(4)(4)表表面面張張力力的的效效果果:表表面面張張力力使使液液體體表表面面具具有有收收縮縮趨趨勢勢,使使液液體體表表面面積積趨趨于于最小最小,而在體積相同的條件下而在體積相同的條件下,球形的表面積最小球形的表面積最小.(5)(5)表面張力的大小表面張力的大小:跟邊界線的長度、液體的種類、溫度都有關系跟邊界線的長度、液體的種類、溫度都有關系.3.3.氣體分子速率分布特點氣體分子速率分布特點(1

18、)(1)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多中間多(即中間速率區(qū)域的分子數(shù)目即中間速率區(qū)域的分子數(shù)目多多)、兩頭少、兩頭少(速率大或小的速率區(qū)域分子數(shù)目少速率大或小的速率區(qū)域分子數(shù)目少)”)”的規(guī)律的規(guī)律.(2)(2)溫度升高時溫度升高時,所有分子熱運動的平均速率增大所有分子熱運動的平均速率增大,即大部分分子的速率增即大部分分子的速率增大大,但也有少數(shù)分子的速率減小但也有少數(shù)分子的速率減小,“,“中間多、兩頭少中間多、兩頭少”的規(guī)律不變的規(guī)律不變,但中間但中間速率區(qū)域向速率大的方向偏移速率區(qū)域向速率大的方向偏移.【典例典例1 1】(2018(2018河北秦皇島質檢河北秦

19、皇島質檢)()(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.液體表面張力的方向與液面相切液體表面張力的方向與液面相切B.B.單晶體有固定的熔點單晶體有固定的熔點,多晶體沒有固定的熔點多晶體沒有固定的熔點C.C.單晶體中原子單晶體中原子(或分子、離子或分子、離子)的排列具有空間周期性的排列具有空間周期性D.D.通常金屬在各個方向的物理性質都相同通常金屬在各個方向的物理性質都相同,所以金屬是非晶體所以金屬是非晶體E.E.液晶具有液體的流動性液晶具有液體的流動性,同時具有單晶體的各向異性特征同時具有單晶體的各向異性特征解析解析:液體的表面張力與液體表面相切液體的表面張力與液體表面相切,垂直

20、于液面上的各條分界線垂直于液面上的各條分界線,選項選項A A正確正確;無論無論是單晶體還是多晶體是單晶體還是多晶體,都有固定的熔點都有固定的熔點,選項選項B B錯誤錯誤;根據(jù)固體特性的微觀解釋可知根據(jù)固體特性的微觀解釋可知,選選項項C C正確正確;金屬是由大量細微的小晶粒雜亂無章地排列起來的金屬是由大量細微的小晶粒雜亂無章地排列起來的,在各個方向上的物理性在各個方向上的物理性質都相同質都相同,但有固定的熔點但有固定的熔點,金屬屬于多晶體金屬屬于多晶體,選項選項D D錯誤錯誤;液晶既具有液體的流動性液晶既具有液體的流動性,同時也具有單晶體的各向異性同時也具有單晶體的各向異性,選項選項E E正確正

21、確.ACEACE多維訓練多維訓練1.1.液體和液晶液體和液晶(多選多選)關于液體和液晶關于液體和液晶,下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.液體表面層的分子分布比內部密液體表面層的分子分布比內部密B.B.液體有使其表面積收縮到最小的趨勢液體有使其表面積收縮到最小的趨勢C.C.液體表面層分子之間只有引力而無斥力液體表面層分子之間只有引力而無斥力D.D.液晶具有光學性質各向異性的特點液晶具有光學性質各向異性的特點E.E.液晶分子的排列會因所加電壓的變化而變化液晶分子的排列會因所加電壓的變化而變化,由此引起光學性質的改變由此引起光學性質的改變BDEBDE解析解析:液體表面層分子比較稀疏液體表面

22、層分子比較稀疏,A,A錯誤錯誤;液體表面張力使其表面積有收縮到液體表面張力使其表面積有收縮到最小的趨勢最小的趨勢,B,B正確正確;液體表面層分子之間既有引力又有斥力液體表面層分子之間既有引力又有斥力,C,C錯誤錯誤;液晶具液晶具有光學性質各向異性有光學性質各向異性,D,D正確正確;液晶的分子排列會因電場強度的變化而變化液晶的分子排列會因電場強度的變化而變化,E,E正確正確.2.2.對飽和汽、濕度的理解對飽和汽、濕度的理解(多選多選)關于飽和汽壓和相對濕度關于飽和汽壓和相對濕度,下列說法中正確下列說法中正確的是的是()A.A.溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相

23、同B.B.溫度升高時溫度升高時,飽和汽壓增大飽和汽壓增大C.C.在相對濕度相同的情況下在相對濕度相同的情況下,夏天比冬天的絕對濕度大夏天比冬天的絕對濕度大D.D.飽和汽壓和相對濕度都與體積無關飽和汽壓和相對濕度都與體積無關E E飽和汽壓和相對濕度都與體積有關飽和汽壓和相對濕度都與體積有關BCDBCD解析解析:在一定溫度下在一定溫度下,飽和汽壓是一定的飽和汽壓是一定的,飽和汽壓隨溫度的升高而增大飽和汽壓隨溫度的升高而增大,飽飽和汽壓與液體的種類有關和汽壓與液體的種類有關,與體積無關與體積無關.空氣中所含水蒸氣的壓強空氣中所含水蒸氣的壓強,稱為空氣稱為空氣的絕對濕度的絕對濕度;相對濕度相對濕度=,

24、=,夏天的飽和汽壓大夏天的飽和汽壓大,在相對濕度相在相對濕度相同時同時,夏天的絕對濕度大夏天的絕對濕度大.由以上分析可知由以上分析可知B,C,DB,C,D正確正確.3.3.導學號導學號 58826265 58826265 氣體分子速率分布特點氣體分子速率分布特點(2017(2017全國全國卷卷,33)(,33)(多選多選)氧氧氣分子在氣分子在0 0 和和100 100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示.下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.圖中兩條曲

25、線下面積相等圖中兩條曲線下面積相等B.B.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C.C.圖中實線對應于氧氣分子在圖中實線對應于氧氣分子在100 100 時的情形時的情形D.D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.E.與與0 0 時相比時相比,100,100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在時氧氣分子速率出現(xiàn)在0 0400 400 m/sm/s區(qū)間內的分子數(shù)占區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大總分子數(shù)的百分比較大ABCABC解析解析:溫度是分子平均動能的標志溫度是分子平均動能的標志,溫度升高分子的平均動能增加溫度升高

26、分子的平均動能增加,不同溫度不同溫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,溫度越高溫度越高,速率大的分子占比例越高速率大的分子占比例越高,故虛故虛線為線為0 0 對應的曲線對應的曲線,實線是實線是100 100 對應的曲線對應的曲線,曲線下的面積都等于曲線下的面積都等于1,1,選選項項A,B,CA,B,C正確正確;由圖像可知選項由圖像可知選項D D錯誤錯誤;0;0 時時300300400 400 m/sm/s速率的分子最多速率的分子最多,100,100時時400400500 500 m/sm/s速率的分子最多速率的分子最多,選項選項E E錯誤錯誤.考點二氣體壓強的產生與計算

27、考點二氣體壓強的產生與計算1.1.產生的原因產生的原因由于大量氣體分子無規(guī)則運動而碰撞器壁由于大量氣體分子無規(guī)則運動而碰撞器壁,形成對器壁各處均勻、持續(xù)的形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力壓力,作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強.2.2.決定因素決定因素(1)(1)宏觀上宏觀上:決定于氣體的溫度和體積決定于氣體的溫度和體積.(2)(2)微觀上微觀上:決定于分子的平均動能和分子的密集程度決定于分子的平均動能和分子的密集程度.3.3.平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法(1)(1)參考液片法參考液片法:選取假想的液體薄片選取假想的液體薄片(自身

28、重力不計自身重力不計)為研究對象為研究對象,分析液分析液片兩側受力情況片兩側受力情況,建立平衡方程建立平衡方程,求得氣體的壓強求得氣體的壓強.(2)(2)力平衡法力平衡法:選與氣體接觸的液柱選與氣體接觸的液柱(或活塞或活塞)為研究對象進行受力分析為研究對象進行受力分析,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,求得氣體的壓強求得氣體的壓強.(3)(3)等壓面法等壓面法:在連通器中在連通器中,同一種液體同一種液體(中間不間斷中間不間斷)同一深度處壓強相等同一深度處壓強相等.4.4.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對

29、象選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象,進行受力分析進行受力分析,利用牛頓第二定律利用牛頓第二定律列方程求解列方程求解.【典例【典例2 2】如圖所示如圖所示,一汽缸水平固定在靜止的小車上一汽缸水平固定在靜止的小車上,一質量為一質量為m m、面積為、面積為S S的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內,平衡時活塞與汽缸底相距平衡時活塞與汽缸底相距L.L.現(xiàn)讓小現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運動車以一較小的水平恒定加速度向右運動,穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了距離距離d.d.已知大氣壓強為已知大氣壓強為p p0 0,不計汽缸和活塞間的摩擦不

30、計汽缸和活塞間的摩擦;且小車運動時且小車運動時,大氣對大氣對活塞的壓強仍可視為活塞的壓強仍可視為p p0 0;整個過程溫度保持不變整個過程溫度保持不變.求小車加速度的大小求小車加速度的大小.解析解析:設小車加速度大小為設小車加速度大小為a,a,穩(wěn)定時汽缸內氣體的壓強為穩(wěn)定時汽缸內氣體的壓強為p p1 1,則活塞受到汽則活塞受到汽缸內、外氣體的壓力分別為缸內、外氣體的壓力分別為F F1 1=p=p1 1S,FS,F0 0=p=p0 0S S由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F F1 1-F-F0 0=ma=ma小車靜止時小車靜止時,在平衡情況下在平衡情況下,汽缸內氣體的壓強應為汽缸內氣體的壓強應為

31、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)聯(lián)立以上各式得聯(lián)立以上各式得a=.a=.答案答案:反思總結反思總結 氣體壓強的計算技巧氣體壓強的計算技巧氣體壓強的計算氣體壓強的計算,主要以與氣體接觸的活塞主要以與氣體接觸的活塞(或汽缸或汽缸)、水銀柱為研究對象、水銀柱為研究對象,前者常利用物體的平衡或牛頓第二定律來解決前者常利用物體的平衡或牛頓第二定律來解決,單位是帕斯卡單位是帕斯卡(Pa);(Pa);后者常后者常利用大氣壓強及液體壓強的豎直特性處理利用大氣壓強及液體壓強的豎直

32、特性處理,如如p=pp=p0 0+p+ph h,p=p,p=p0 0-p-ph h等等,單位主要單位主要是是cmHgcmHg或或mmHg.mmHg.多維訓練多維訓練1.1.液體封閉氣體的壓強液體封閉氣體的壓強 豎直平面內有如圖所示的均勻玻璃管豎直平面內有如圖所示的均勻玻璃管,內用兩段水銀內用兩段水銀柱封閉兩段空氣柱柱封閉兩段空氣柱a,ba,b,各段水銀柱高度如圖所示各段水銀柱高度如圖所示,大氣壓為大氣壓為p p0 0,求空氣柱求空氣柱a,ba,b的的壓強各多大壓強各多大.解析解析:從開口端開始計算從開口端開始計算:右端為大氣壓右端為大氣壓p p0 0,同種液體同一水平面上的壓強相同種液體同一水

33、平面上的壓強相同同,所以所以b b氣柱的壓強為氣柱的壓強為p pb b=p=p0 0+g(h+g(h2 2-h-h1 1),),而而a a氣柱的壓強為氣柱的壓強為p pa a=p=pb b-gh-gh3 3=p=p0 0+g+g(h(h2 2-h-h1 1-h-h3 3).).答案答案:p p0 0+g(hg(h2 2-h-h1 1-h-h3 3)p p0 0+g(hg(h2 2-h-h1 1)2.2.導學號導學號 58826266 58826266 活塞封閉氣體的壓強活塞封閉氣體的壓強 如圖所示如圖所示,一固定的豎直汽缸由一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成一大一小兩個同軸圓筒組成,兩

34、圓筒中各有一個活塞兩圓筒中各有一個活塞.已知大活塞的質量為已知大活塞的質量為m m1 1,橫截面積為橫截面積為S S1 1;小活塞的質量為小活塞的質量為m m2 2,橫截面積為橫截面積為S S2 2;兩活塞用剛性輕桿連接兩活塞用剛性輕桿連接,汽缸外大氣的壓強為汽缸外大氣的壓強為p p0 0,求系統(tǒng)靜止時缸內氣體的壓強求系統(tǒng)靜止時缸內氣體的壓強.答案答案:見解析見解析考點三氣體實驗定律的應用考點三氣體實驗定律的應用1.1.三大氣體實驗定律三大氣體實驗定律(1)(1)玻意耳定律玻意耳定律(等溫變化等溫變化)p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2或或pV=C(pV=C(常數(shù)常數(shù)).).2

35、.2.利用氣體實驗定律解決問題的基本思路利用氣體實驗定律解決問題的基本思路【典例典例3 3】(2017(2017全國全國卷卷,33),33)如圖如圖,容積均為容積均為V V的汽缸的汽缸A,BA,B下端有細管下端有細管(容積容積可忽略可忽略)連通連通,閥門閥門K K2 2位于細管的中部位于細管的中部,A,B,A,B的頂部各有一閥門的頂部各有一閥門K K1 1,K,K3 3,B,B中有一可中有一可自由滑動的活塞自由滑動的活塞(質量、體積均可忽略質量、體積均可忽略).).初始時初始時,三個閥門均打開三個閥門均打開,活塞在活塞在B B的的底部底部;關閉關閉K K2 2,K,K3 3,通過通過K K1

36、1給汽缸充氣給汽缸充氣,使使A A中氣體的壓強達到大氣壓中氣體的壓強達到大氣壓p p0 0的的3 3倍后關倍后關閉閉K K1 1.已知室溫為已知室溫為27,27,汽缸導熱汽缸導熱.(1)(1)打開打開K K2 2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強;(2)(2)接著打開接著打開K K3 3,求穩(wěn)定時活塞的位置求穩(wěn)定時活塞的位置;(3)(3)再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20,20,求此時活塞下方氣體的壓強求此時活塞下方氣體的壓強.核心點撥核心點撥(1)(1)充氣后打開充氣后打開K K2 2,A,A中部分氣體進入活塞下方中部分氣體進

37、入活塞下方,活塞上方與下活塞上方與下方兩部分氣體壓強相等方兩部分氣體壓強相等,兩部分氣體體積之和為兩部分氣體體積之和為2V.2V.(2)(2)打開打開K K3 3,利用玻意耳定律求出活塞下方氣體的壓強利用玻意耳定律求出活塞下方氣體的壓強,判斷活塞是停在汽缸判斷活塞是停在汽缸B B中某位置中某位置,還是位于最頂端還是位于最頂端.方法技巧方法技巧 關聯(lián)氣體狀態(tài)變化問題分析技巧關聯(lián)氣體狀態(tài)變化問題分析技巧多個系統(tǒng)相互聯(lián)系的定質量氣體狀態(tài)問題多個系統(tǒng)相互聯(lián)系的定質量氣體狀態(tài)問題,往往以壓強建立起系統(tǒng)間的關往往以壓強建立起系統(tǒng)間的關系系,各系統(tǒng)獨立進行狀態(tài)分析各系統(tǒng)獨立進行狀態(tài)分析,分別應用相應的實驗定

38、律分別應用相應的實驗定律,并充分挖掘各研并充分挖掘各研究對象之間的壓強、體積等量的有效關聯(lián)究對象之間的壓強、體積等量的有效關聯(lián).若活塞可自由移動若活塞可自由移動,一般要根一般要根據(jù)活塞平衡確定兩部分氣體的壓強關系據(jù)活塞平衡確定兩部分氣體的壓強關系.1.1.活塞封閉氣體狀態(tài)變化問題活塞封閉氣體狀態(tài)變化問題 如圖所示如圖所示,兩端開口的汽缸水平固定兩端開口的汽缸水平固定,A,B,A,B是兩是兩個厚度不計的活塞個厚度不計的活塞,可在汽缸內無摩擦滑動可在汽缸內無摩擦滑動,面積分別為面積分別為S S1 1=20 cm=20 cm2 2,S,S2 2=10 cm=10 cm2 2,它們之間用一根細桿連接它

39、們之間用一根細桿連接,B,B通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質量為通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質量為M=2 kgM=2 kg的重物的重物C C連接連接,靜止時汽缸中的氣體溫度靜止時汽缸中的氣體溫度T T1 1=600 K,=600 K,汽缸兩部分的氣柱長均為汽缸兩部分的氣柱長均為L,L,已知大氣壓強已知大氣壓強p p0 0=1=110105 5 Pa,Pa,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2,缸內氣體可看做理想氣體缸內氣體可看做理想氣體.多維訓練多維訓練(1)(1)活塞靜止時活塞靜止時,求汽缸內氣體的壓強求汽缸內氣體的壓強;(2)(2)若降低汽缸內氣體的溫度若降低汽缸內氣體的溫度,當活

40、塞當活塞A A緩慢向右移動緩慢向右移動 時時,求汽缸內氣體的溫求汽缸內氣體的溫度度.解析解析:(1)(1)設靜止時汽缸內氣體壓強為設靜止時汽缸內氣體壓強為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代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得p p1 1=1.210=1.2105 5 Pa.Pa.答案答案:(1)1.2(1)1.210105 5 Pa Pa(2)500 K(2)500 K2.2.導學號導學號 58826267 58826267 關聯(lián)氣體的狀態(tài)變化問題關聯(lián)氣體的狀態(tài)變化問題(2017(2017安

41、徽合肥二模安徽合肥二模)如圖如圖所示所示,粗細均勻的彎曲玻璃管粗細均勻的彎曲玻璃管A,BA,B兩端開口兩端開口,管內有一段水銀柱管內有一段水銀柱,中管內水銀面中管內水銀面與管口與管口A A之間氣體柱長為之間氣體柱長為L LA A=40 cm,=40 cm,右管內氣體柱長為右管內氣體柱長為L LB B=39 cm.=39 cm.先將口先將口B B封閉封閉,再將左管豎直插入水銀槽中再將左管豎直插入水銀槽中,設被封閉的氣體為理想氣體設被封閉的氣體為理想氣體,整個過程溫度不變整個過程溫度不變,若穩(wěn)定后進入左管的水銀面比水銀槽水銀面低若穩(wěn)定后進入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4 cm,4 cm,已知大氣壓

42、強已知大氣壓強p p0 0=76=76 cmHgcmHg,求求:(1)A(1)A端上方氣柱長度端上方氣柱長度;(2)(2)穩(wěn)定后右管內的氣體壓強穩(wěn)定后右管內的氣體壓強.解析解析:(1)(1)設設A A端上方氣柱長度為端上方氣柱長度為L L1 1,由題可知由題可知,插入水銀槽后左管內氣體插入水銀槽后左管內氣體壓強為壓強為p p1 1=p=p0 0+h=80 cmHg+h=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端上方氣柱長度為端上方氣柱長度為L L1 1=38 cm.=38 cm.(2)(2)設右管水銀面上升設右管水銀面上升h,h

43、,則右管內氣柱長度為則右管內氣柱長度為L LB B-h,-h,氣體壓強為氣體壓強為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)所以右管內氣體壓強為所以右管內氣體壓強為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考點四氣體狀態(tài)變化中的圖像問題考點四氣體狀態(tài)變化中的圖像問題一定質量氣體狀態(tài)變化圖像對比一定質量氣體狀態(tài)變化

44、圖像對比【典例典例4 4】(2018(2018山東青島模擬山東青島模擬)如圖所示如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A A經經B,C,DB,C,D再回到再回到A,A,問問AB,BC,CD,DAAB,BC,CD,DA分別是什么過程分別是什么過程?已知在狀態(tài)已知在狀態(tài)A A時體積為時體積為1 L,1 L,請請把此圖改畫為把此圖改畫為p-Vp-V圖像圖像.答案答案:見解析見解析反思總結反思總結 氣體狀態(tài)變化圖像的應用技巧氣體狀態(tài)變化圖像的應用技巧(1)(1)圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個狀態(tài)圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個狀態(tài),它對應著三個狀態(tài)它對應著三個狀態(tài)參量

45、參量;圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程化的一個過程.(2)(2)在在V-TV-T圖像圖像(或或p-Tp-T圖像圖像)中中,比較兩個狀態(tài)的壓強比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積或體積)大小大小,可以可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是其規(guī)律是:斜率越大斜率越大,壓強壓強(或或體積體積)越小越小;斜率越小斜率越小,壓強壓強(或體積或體積)越大越大.1.1.V-TV-T圖像的應用圖像的應用(多選多選)如圖所示如圖所示,一定質量的理想氣體一定質量的理想氣體,從圖示從圖示

46、A A狀態(tài)開始狀態(tài)開始,經歷了經歷了B,CB,C狀態(tài)狀態(tài),最后到最后到D D狀態(tài)狀態(tài),下列判斷中正確的是下列判斷中正確的是()A.ABA.AB溫度升高溫度升高,壓強不變壓強不變B.BCB.BC體積不變體積不變,壓強變大壓強變大C.BCC.BC體積不變體積不變,壓強不變壓強不變D.CDD.CD體積變小體積變小,壓強變大壓強變大多維訓練多維訓練ADAD2.2.圖像間的轉換圖像間的轉換 一定質量的理想氣體經歷了溫度緩慢升高的變化一定質量的理想氣體經歷了溫度緩慢升高的變化,如圖所如圖所示示,p-T,p-T和和V-TV-T圖各記錄了其部分變化過程圖各記錄了其部分變化過程,試求試求:(1)(1)溫度溫度6

47、00 K600 K時氣體的壓強時氣體的壓強;答案答案:(1)1.25(1)1.2510105 5 Pa Pa(2)(2)在在p-Tp-T圖像上將溫度從圖像上將溫度從400 K400 K升高到升高到600 K600 K的變化過程補充完整的變化過程補充完整.解析解析:(2)(2)在原在原p-Tp-T圖像上補充兩段直線圖像上補充兩段直線,如圖所示如圖所示.答案答案:(2)(2)見解析見解析 演練提升演練提升 真題體驗真題體驗強化提升強化提升高考模擬高考模擬1.1.晶體和非晶體的特點晶體和非晶體的特點(2015(2015全國全國卷卷,33)(,33)(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.

48、A.將一塊晶體敲碎后將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體得到的小顆粒是非晶體B.B.固體可以分為晶體和非晶體兩類固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學性質有些晶體在不同方向上有不同的光學性質C.C.由同種元素構成的固體由同種元素構成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D.D.在在合合適適的的條條件件下下,某某些些晶晶體體可可以以轉轉變變?yōu)闉榉欠蔷Ьw體,某某些些非非晶晶體體也也可可以以轉轉變變?yōu)闉?晶晶體體E.E.在熔化過程中在熔化過程中,晶體要吸收熱量晶體要吸收熱量,但溫度保持不變但溫度保持不變,內能也保持

49、不變內能也保持不變BCDBCD解析解析:晶體被敲碎后晶體被敲碎后,其空間點陣結構未變其空間點陣結構未變,仍是晶體仍是晶體,A,A錯誤錯誤;單晶體光學單晶體光學性質各向異性性質各向異性,B,B正確正確;同種元素由于空間的排列結構而形成不同物質的晶同種元素由于空間的排列結構而形成不同物質的晶體體,C,C正確正確;如果外界條件改變了分子或原子的空間排列結構如果外界條件改變了分子或原子的空間排列結構,晶體和非晶晶體和非晶體之間可以互相轉化體之間可以互相轉化,D,D正確正確;在晶體熔化過程中在晶體熔化過程中,溫度保持不變溫度保持不變,只是分子只是分子平均動能保持不變平均動能保持不變,分子勢能會發(fā)生改變分

50、子勢能會發(fā)生改變,內能也會改變內能也會改變,E,E錯誤錯誤.2.2.液晶、液體的性質液晶、液體的性質(2014(2014全國全國卷卷,33)(,33)(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動B.B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果C.C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點D.D.高原地區(qū)水的沸點較低高原地區(qū)水的沸點較低,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故這是高原地區(qū)溫度較

51、低的緣故E.E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度,這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結果熱的結果BCEBCE解析解析:懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了水分子的熱運動懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了水分子的熱運動,而不是反映花粉分子而不是反映花粉分子的熱運動的熱運動,選項選項A A錯誤錯誤;由于表面張力的作用使液體表面的面積收縮由于表面張力的作用使液體表面的面積收縮,使小雨滴呈球使小雨滴呈球形形,選項選項B B正確正確;液晶的光學性質具有各向異性液晶的光學性質具有各向異性,彩色液晶顯示器利用了這一性質彩色液晶顯示器

52、利用了這一性質,選選項項C C正確正確;高原地區(qū)水的沸點較低是因為高原地區(qū)的大氣壓強較小高原地區(qū)水的沸點較低是因為高原地區(qū)的大氣壓強較小,水的沸點隨大氣水的沸點隨大氣壓強的降低而降低壓強的降低而降低,選項選項D D錯誤錯誤;由于液體蒸發(fā)時吸收熱量由于液體蒸發(fā)時吸收熱量,溫度降低溫度降低,所以濕泡顯示所以濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度的溫度低于干泡顯示的溫度,選項選項E E正確正確.3.3.氣體的性質氣體的性質(2016(2016江蘇卷江蘇卷,12A),12A)如圖如圖(甲甲)所示所示,在斯特林循環(huán)的在斯特林循環(huán)的p-Vp-V圖像圖像中中,一定質量理想氣體從狀態(tài)一定質量理想氣體從狀態(tài)A A依次

53、經過狀態(tài)依次經過狀態(tài)B,CB,C和和D D后再回到狀態(tài)后再回到狀態(tài)A,A,整個過程整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成由兩個等溫和兩個等容過程組成.BC.BC的過程中的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目單位體積中的氣體分子數(shù)目 (選填選填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”),),狀態(tài)狀態(tài)A A和狀態(tài)和狀態(tài)D D的氣體分子熱運動速率的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖的統(tǒng)計分布圖像如圖(乙乙)所示所示,則狀態(tài)則狀態(tài)A A對應的是對應的是 (選填選填“”或或“”).).解析解析:由圖知由圖知BCBC的過程中氣體的體積不變的過程中氣體的體積不變,所以單位體積中的氣體分子所以單位體積中的氣體

54、分子數(shù)目不變數(shù)目不變;當溫度升高時當溫度升高時,分子熱運動加劇分子熱運動加劇,速率較大的分子所占百分比增速率較大的分子所占百分比增大大,分布曲線的峰值向速率大的方向移動即向高速區(qū)擴展分布曲線的峰值向速率大的方向移動即向高速區(qū)擴展,峰值變低峰值變低,曲線曲線變寬變寬,變平坦變平坦,由圖由圖(甲甲)知知DADA的過程氣體的體積不變的過程氣體的體積不變,壓強減小壓強減小,則溫度則溫度降低降低,所以狀態(tài)所以狀態(tài)A A對應的是對應的是.答案答案:不變不變4.4.玻璃管液封類狀態(tài)變化玻璃管液封類狀態(tài)變化(2017(2017全國全國卷卷,33),33)一種測量稀薄氣體壓強的一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖儀器

55、如圖(a)(a)所示所示,玻璃泡玻璃泡M M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K K1 1和和K K2 2.K.K1 1長為長為l,l,頂端封閉頂端封閉,K,K2 2上端與待測氣體連通上端與待測氣體連通;M;M下端經橡皮軟管與充有水銀的容器下端經橡皮軟管與充有水銀的容器R R連通連通.開始測量時開始測量時,M,M與與K K2 2相通相通;逐漸提升逐漸提升R,R,直到直到K K2 2中水銀面與中水銀面與K K1 1頂端等高頂端等高,此此時水銀已進入時水銀已進入K K1 1,且且K K1 1中水銀面比頂端低中水銀面比頂端低h,h,如圖如圖(b)(b)所示所示.設測

56、量過程中溫度、設測量過程中溫度、與與K K2 2相通的待測氣體的壓強均保持不變相通的待測氣體的壓強均保持不變.已知已知K K1 1和和K K2 2的內徑均為的內徑均為d,Md,M的容積為的容積為V V0 0,水銀的密度為水銀的密度為,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.求求:(1)(1)待測氣體的壓強待測氣體的壓強;(2)(2)該儀器能夠測量的最大壓強該儀器能夠測量的最大壓強.5.5.關聯(lián)氣體狀態(tài)變化關聯(lián)氣體狀態(tài)變化(2016(2016全國全國卷卷,33),33)一一U U形玻璃管豎直放置形玻璃管豎直放置,左端開左端開口口,右端封閉右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞左端上部有一光滑的輕活塞

57、.初始時初始時,管內汞柱及空氣柱長度管內汞柱及空氣柱長度如圖所示如圖所示.用力向下緩慢推活塞用力向下緩慢推活塞,直至管內兩邊汞柱高度相等時為止直至管內兩邊汞柱高度相等時為止.求此時求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相已知玻璃管的橫截面積處處相同同;在活塞向下移動的過程中在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強大氣壓強p p0 0=75.0=75.0 cmHg.cmHg.環(huán)境溫度不變環(huán)境溫度不變.答案答案:144 cmHg144 cmHg9.42 cm9.42 cm6.6.玻璃管液封氣體狀態(tài)變化玻

58、璃管液封氣體狀態(tài)變化(2017(2017海南卷海南卷,16),16)一粗細均勻的一粗細均勻的U U形管形管ABCDABCD的的A A端封閉端封閉,D,D端與大氣相通端與大氣相通.用水銀將一定質量的理想氣體封閉在用水銀將一定質量的理想氣體封閉在U U形管的形管的ABAB一側一側,并將兩端向下豎直放置并將兩端向下豎直放置,如圖所示如圖所示.此時此時ABAB側的氣體柱長度側的氣體柱長度l l1 1=25 cm.=25 cm.管中管中AB,CDAB,CD兩側的水銀面高度差兩側的水銀面高度差h h1 1=5 cm.=5 cm.現(xiàn)將現(xiàn)將U U形管緩慢旋轉形管緩慢旋轉180180,使使A,DA,D兩兩端在上

59、端在上,在轉動過程中沒有水銀漏出在轉動過程中沒有水銀漏出.已知大氣壓強已知大氣壓強p p0 0=76=76 cmHg.cmHg.求旋轉后求旋轉后,AB,CD,AB,CD兩側的水銀面高度差兩側的水銀面高度差.解析解析:對封閉氣體研究對封閉氣體研究,初狀態(tài)時初狀態(tài)時,壓強為壓強為p p1 1=p=p0 0+h+h1 1=(76+5)cmHg=81 cmHg,=(76+5)cmHg=81 cmHg,體積為體積為V V1 1=l=l1 1S,S,設旋轉后設旋轉后,氣體長度增大氣體長度增大x,x,則高度差變?yōu)閯t高度差變?yōu)?5-2x)cm,(5-2x)cm,此時氣體的壓強為此時氣體的壓強為p p2 2=p

60、=p0 0-(5-2x)=(71+2x)cmHg,-(5-2x)=(71+2x)cmHg,體積為體積為V V2 2=(25+x)S,=(25+x)S,根據(jù)玻意耳定律得根據(jù)玻意耳定律得p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2,即即8125=(71+2x)(25+x)8125=(71+2x)(25+x)解得解得x=2 cm,x=2 cm,根據(jù)幾何關系知根據(jù)幾何關系知,AB,CD,AB,CD兩側的水銀面高度差為兩側的水銀面高度差為h=5-2x=1 cm.h=5-2x=1 cm.答案答案:1 cm1 cm拓展增分拓展增分氣體變質量問題氣體變質量問題由于氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程適用于一定

61、質量的氣體由于氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程適用于一定質量的氣體,因此若氣因此若氣體的質量發(fā)生變化時體的質量發(fā)生變化時,可通過巧妙地選擇研究對象可通過巧妙地選擇研究對象,使這類問題轉化為定質使這類問題轉化為定質量氣體問題量氣體問題,用氣體實驗定律求解用氣體實驗定律求解.(1)(1)打氣問題打氣問題:向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質量的問題向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質量的問題,只要選只要選擇球內原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象擇球內原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象,就可把充氣過程中的氣就可把充氣過程中的氣體質量變化問題轉化為定質量氣體的狀態(tài)變化問題體質量變化問題轉化為定質量氣

62、體的狀態(tài)變化問題.(2)(2)抽氣問題抽氣問題:從容器內抽氣的過程中從容器內抽氣的過程中,容器內的氣體質量不斷減小容器內的氣體質量不斷減小,這屬于這屬于變質量問題變質量問題.分析時分析時,將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象象,質量不變質量不變,故抽氣過程可以看做是等溫膨脹過程故抽氣過程可以看做是等溫膨脹過程.(3)(3)灌氣問題灌氣問題(兩部分氣體混合兩部分氣體混合):):將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題中的問題,也是一個典型的變質量問題也是一個典型的變質量問題.分析這類問題時分析這類問

63、題時,把大容器中的剩把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體視為整體作為研究對象余氣體和多個小容器中的氣體視為整體作為研究對象,可將變質量問題轉可將變質量問題轉化為定質量問題化為定質量問題.(4)(4)漏氣問題漏氣問題(分裝分裝):):容器漏氣過程中氣體的質量不斷發(fā)生變化容器漏氣過程中氣體的質量不斷發(fā)生變化,屬于變質屬于變質量問題量問題.如果選容器內剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象如果選容器內剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象,便可使問題便可使問題變成一定質量氣體的狀態(tài)變化變成一定質量氣體的狀態(tài)變化,可用理想氣體的狀態(tài)方程求解可用理想氣體的狀態(tài)方程求解.1.1.充氣中的變質量問題充氣中的變質

64、量問題【示例【示例1 1】(2018(2018陜西漢中質檢陜西漢中質檢)一個籃球的容積是一個籃球的容積是2.5 L,2.5 L,用打氣筒給籃球用打氣筒給籃球打氣時打氣時,每次把每次把10105 5PaPa的空氣打進去的空氣打進去125 cm125 cm3 3.如果在打氣前籃球里的空氣壓強如果在打氣前籃球里的空氣壓強也是也是10105 5 Pa,Pa,那么打那么打3030次以后籃球內的空氣壓強是多少次以后籃球內的空氣壓強是多少?(?(設在打氣過程中氣設在打氣過程中氣體溫度不變體溫度不變)解析解析:由于每打一次氣由于每打一次氣,總是把總是把VV體積體積,相等質量、壓強為相等質量、壓強為p p0 0

65、的空氣壓到的空氣壓到容積為容積為V V0 0的容器中的容器中,所以打所以打n n次氣后次氣后,共打入壓強為共打入壓強為p p0 0的氣體的總體積為的氣體的總體積為nVnV,因為打入的因為打入的nVnV體積的氣體與原先容器里空氣的狀態(tài)相同體積的氣體與原先容器里空氣的狀態(tài)相同,故以這故以這兩部分氣體的整體為研究對象兩部分氣體的整體為研究對象.取打氣前為初狀態(tài)取打氣前為初狀態(tài):壓強為壓強為p p0 0、體積為、體積為V V0 0+nV;+nV;打氣后容器中氣體的狀態(tài)為末狀態(tài)打氣后容器中氣體的狀態(tài)為末狀態(tài):壓強為壓強為p pn n、體積為、體積為V V0 0.令令V V2 2為籃球的體積為籃球的體積,

66、V,V1 1為為n n次所充氣體的體積及籃球的體積之和次所充氣體的體積及籃球的體積之和則則V V1 1=2.5 L+300.125 L=2.5 L+300.125 L由于整個過程中氣體質量不變、溫度不變由于整個過程中氣體質量不變、溫度不變,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=2.510=Pa=2.5105 5PaPa答案答案:2.52.510105 5PaPa2.2.抽氣中的變質量問題抽氣中的變質量問題用打氣筒對容器抽氣的過程中用打氣筒對容器抽氣的過程中,對每一次抽氣而言對每一次抽氣而言,氣體質量發(fā)生變化氣體質量發(fā)生變化,其解其解決方法同充氣問題類似決方法同充氣問題類似:假設把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)假設把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中中,即用等效法把變質量問題轉化為恒定質量的問題即用等效法把變質量問題轉化為恒定質量的問題.【示例示例2 2】(2018(2018廣東佛山質檢廣東佛山質檢)用容積為用容積為VV的活塞式抽氣機對容積為的活塞式抽氣機對容積為V V0 0的容器中的氣體抽氣的容器中的氣體抽氣,如圖