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1、分析变质量问题时，可通过巧妙地选择研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体 问题，用气体实验定律求解。（1）打气问题:向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题，只要选择球内原有 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体质量变化问题转化为定质 量气体的状态变化问题。（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,质量不变，故抽气过 程可以看做是等温膨胀过程。（3）灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变 质量问题。分析这类问题时，把大容器中的剩余气体和多
2、个小容器中的气体视为整体作为 研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。（4）漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题. 如果选 容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题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。 【典例1】一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板， 集热器 容积为V,开始时内部封闭气体的压强为p。经过太阳曝晒，气体温度 由T=300K升至0 0 0T=350 K。1（1）求此时气体的压强；（2）保持T=350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p.求集热器内 10 剩余气体的质量与原来总质量的比值。
3、判断在抽气过程中剩余气体是吸 热还是放热,并简 述原因.解析 （1）由题意知气体体积不变,由查理定律得错误!=错误!得卩严错误! P0=错误! P0=错误! p01 0 0 0（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V2，由玻意 耳定律可得 P1V0 = P0V22则V2=错误!=错误! V020所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为错误!=错误! 因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对 外做功. 由热力学第一定律AU=W+Q可知，气体一定从外界吸收热量.答案 （1）错误!P。（2）错误!；吸热，原因见解析【典例2】（2015 河南郑州一中
4、期中）用真空泵抽出某容器中的空气，若某容器 的容积 为V,真空泵一次抽出空气的体积为V。,设抽气时气体温度不变，容 器里原来的空气压强 为P,求抽出n次空气后容器中空气的压强是多少？解析 设第1次抽气后容器内的压强为P,以整个气体为研究对象。因为抽气时1气体温度不变,则由玻意耳定律得PV=P1（V+V0）,所以 P1=错误!p以第1次抽气后容器内剩余气体为研究对象，设第2次抽气后容器内气体压 强为P2, 由玻意耳定律有P1V=P2（V+V0），所以 p2=错误!p=（错误!）2P1 2 0 2 1以第n1次抽气后容器内剩余气体为研究对象，设第n次抽气后容器内气体 压强为Pn，n由玻意耳定律得P
5、 V=p （V+V ）n1n0所以P=错误!P 1=（错误!）npnn1故抽出n次空气后容器内剩余气体的压强为（错误!）np.答案 （错误! ）nP1。（2015 湖北六校调考）（1）下列说法正确的是（）A。显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分 子运动的无规则性B。分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大c.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素E。当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大2。（2015 河北“五个一名校联盟”监测）（1）下列说法正确的是（）A。布朗
6、运动就是液体分子的运动B. 两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小,但斥力比引力减小得更快C. 热力学温标的最低温度为0 K,它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之D。气体的温度越高，每个气体分子的动能越大（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S,气缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K,活塞 下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为po,重力加速度为g. 求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强； 设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q （定量 理想气 体的内
7、能仅由温度决定）。解析 （1）布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映， 故A错 误;两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力 比引力减小得更快，故B正确；热力学温标的最低温 度为0 K，它没有负值，它的单位是 物理学的基本单位之一，故C正确；气 体的温度越高，气体分子的平均动能越大，平均 速率越高，满足气体分子的 速率分布率，但并非每个气体分子的动能都增大，故D错 误.（2）设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡，则p0Smg=pS解得p=po+错误！由于气体的温度不变，则内能的变化AU=0外界对气体做的功W= （p S+mg） h0由热力学第一
8、定律AU=W+Q可得Q=W=（P0S+mg） h即气体通过缸壁放热（pS+mg）h0答案 （1）BC（2）p0+错误！ （P0S+mg） h3。（2015 云南三校联考）（l）关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（）A。扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B。压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C。两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大D。如果两个系统分别于第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能E。两个分子间的距离为r时，分子势能最小（2）如图所示，竖直放置的圆柱形气缸内有一
9、不计质量的活塞，可在气缸内 作无摩 擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体.已知活塞截面积为100 cm2，大气压强为1。0X105 Pa，气缸内气体温度为27C，试求： 若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小一半，这时气体的压强和所加重物的重力； 在加压重物的情况下，要使气缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，使温度 升高到多少摄氏度。解析 （1）扩散现象是分子无规则运动的宏观表现，故A正确;压缩气体时 气体会 表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B错误；两个分子距离减小时，分子间引力 和斥力都增大，故C正确；处于热平衡表明没有热量 交换，而没有热量交换意味着两者 的温度
10、是一样的，但总的内能不一定一样， 故D错误；当分子间rr0时，分子势能随分 子间的距离增大而增大，当分子间rVr时，随距离减小而增大，当r = r0时，分子势能最小，故E正确.(2)若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小一半，根据理想气体的等温变化有pivi=p2V2其中 p =1X105 Pa 1 “1V=V1V2=错误！解得 p=2X105 Pa由P2=P0+错误！20其中 S=100X10-4 m2=10-2m2解得所加重物的重力G=1 000 N在加压重物的情况下，保持气缸内压强不变，要使气缸内的气体恢复原来体积，应 对气体加热，已知P =2X105 Pa，V =V3
11、3T=T=(273+27) K=300 K31根据理想气体状态方程得错误！=错误！解得T =600 K3所以 t=T 一273C=327C3答案 (1) ACE (2)2X105 Pa 1 000 N 327 C4. (2014 湖北八市联考)(1)(多选)关于一定量的理想气体，下列说法正确的是A. 气体分子的体积是指每个气体分子平均所占有的空间体积B. 只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D. 气体从外界吸收热量，其内能不一定增加E. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)“拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐的“吸力”，
12、某人设计 了如图 实验.圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连，将 一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时(设此时缸内温 度为t C)密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L。由 于汽缸传热良好，重物 被吸起，最后重物稳定在距地面L/10处.已知环境温度为27 C 不变，mg/S与1/6大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t值。解析 (2)对汽缸内封闭气体，1状态：p1=p0V=LS，T=(273+t) K11II状态：P2=P0-错误!=错误!P02 0 0V2=错误!LS，T2=300 K由理想
13、气体状态方程得错误!=错误!解得 t=127 C答案 (1)BDE (2)127C5。2013 陕西西工大附中测试，33 (2)如图所示为一简易火灾报警装置，其原理 是： 竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警 的响声。27 9时，被封闭的理想气体气柱长L为20 cm,水 银上表面与导线下端的距1离L为5 cm。2(1)当温度达到多少C时，报警器会报警？(2)如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？ 解析 (1)温度升高时，下端气体做等压变化：错误!=错误!300 K厂=错误!，解得：T =375 即七=102 C。T 2 22(2
14、)由玻意耳定律，同样温度下，大气压降低则下端气柱变长，即V变大.而刚好1报警时V2不变，由错误!=错误!可知，T2变小，即报警温度降低.答案 (1)102C(2)降低3. (2015 中原名校豫南九校一模)(1)关于物体内能和热力学定律的说法正确的是()A。物体内所有分子动能和分子势能的总和就是分子的内能B。第二类永动机的构想违背了热力学第二定律C。做功和热传递具有相同的物理本质D。物体没有做功时，物体吸热，物体的内能一定增加E。若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高(2)如图所示，一根长1=75 cm、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h =25 cm的水银柱，当玻璃管开口
15、向上竖直放置时，管内水银柱封闭气 柱的长度1=361cm。已知外界大气压强p=75 cmHg,管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？解析(1)物体内所有分子的动能和分子势能的总和就是物体的内能，A项 错误；第 二类永动机的构想违背了热力学第二定律，B项正确；做功和热传 递具有不同的物理本 质，C项错误；物体没有做功，即W=0,物体吸热,Q 0,由热力学第一定律得知，物体 的内能一定增加，D项正确；一定质量的 理想气体的内能只与温度有关,E项正确。(2)若水银没有流出管外，管倒置后管内空气柱的长度为X。，管的横截面积 为S,则 倒置前、后有：p =100 cmHg, V =LS，p=50 cmHg,Vz=xS0 0 1 0 0 0 0由玻意耳定律得pV =p V,即100X36S=50xS0 0 0 0 0解得 x=72 cm因为x：+hl=75 cm，
