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1、第八章气 体学案6 章末总结专题整合自我检测网络构建网络构建273.15 Km、T一定pVC过原点的倾斜直线m、V一定过原点的倾斜直线m、p一定过原点的倾斜直线m一定一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用1.玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例.2.正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键.求解压强的方法:(1)在连通器内灵活选取等压面,由两侧压强相等列方程求气体压强.(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)作为力学研究对象,分析受力情况,根据研究对象所处的不同状态,运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解.专题整合3.注意气体实验
2、定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体,对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题,巧妙地选取研究对象,使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题.图1(1)恒温热源的温度T;解析设左、右活塞的质量分别为M1、M2,左、右活塞的横截面积均为S由活塞平衡可知:p0SM1g (2)重新达到平衡后,左气缸中活塞上方气体的体积Vx.例2如图2所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76 cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通
3、(外界大气压等于76 cmHg)求:图2(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K时,U形管内两边水银面的高度差各为多少?解析假设打开阀门后,气体从T0300 K升高到T时,活塞C恰好到达容器最右端,即气体体积变为V0,压强仍为p0,即等压过程.答案015.2 cm要会识别图象反映的气体状态的变化特点,并且熟练进行图象的转化,理解图象的斜率、截距的物理意义.当图象反映的气体状态变化过程不是单一过程,而是连续发生几种变化时,注意分段分析,要特别关注两阶段衔接点的状态.二、气体的图象问题1.等温线图32.等容线在pT图象中
4、,直线的斜率越大,体积越小,如图4所示,V2V1.3.等压线在VT图象中,直线的斜率越大,压强越小,如图5所示p2p1.图4图5例3一定质量的理想气体,在状态变化过程中的pT图象如图6所示.在A状态时的体积为V0,试画出对应的VT图象和pT图象.图6VT图象和pV图象分别如图甲、乙所示.针对训练如图7所示,一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近下图中的()图71.(气体实验定律的应用)容积为1 L的烧瓶,在压强为1.0105
5、 Pa时,用塞子塞住,此时温度为27 ;当把它加热到127 时,塞子被打开了,稍过一会儿,重新把塞子塞好(塞子塞好时瓶内气体温度仍为127 ,压强为1.0105 Pa),把273 视作0 K.求:(1)塞子打开前,烧瓶内的最大压强;1 12 23 3自我检测1 12 23 3答案1.33105 Pa(2)最终瓶内剩余气体的质量与原瓶内气体质量的比值.1 12 23 31 12 23 32.(气体实验定律及其图象问题)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0105 Pa、体积为2.0103 m3的理想气体,现在活塞上方缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为
6、原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127 .1 12 23 3图81 12 23 3(1)求气缸内气体的最终体积;解析在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变,即p0V0p1V1在缓慢加热到127 的过程中压强保持不变,则1 12 23 31.47103 m3答案1.47103 m31 12 23 3(2)在图8上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(外界大气压强为1.0105 Pa).解析整个过程中气缸内气体的状态变化如图所示1 12 23 33.(气体实验定律及图象问题)1 mol的理想气体,其状态变化的pV图象如图9所示,请画出对应的状态变化的pT图象和VT图象.图9解析1 mol的理想气体在标准状态下(1 atm,273 K)的体积是22.4 L,所以状态A的温度是273 K.A到B的过程是等容变化,压强增大1倍,则温度升高1倍,所以B的温度是546 K.1 12 23 31 12 23 3因此,pT图象和VT图象分别如图甲、乙所示.