2.7 专题提升课2　理想气体的综合问题 课件--《创新课堂》选择性必修三（29页ppt）

(共29张PPT)
专题提升课2　理想气体的综合问题
专题深度剖析
PART
01
第一部分
微专题一　液柱或活塞移动问题
1．假设法
用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液柱或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是气体的状态参量p、V、T都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解。
2．极限法
所谓极限法就是将问题推向极端。例如在讨论压强大小变化时，将较大的压强推向无穷大，而将较小的压强推向零。这样使复杂的问题变得简单明了。
3．图像法
利用p－T图像：先在p－T图线上画出两气体的等容图线，找到它们因温度发生变化而引起的压强变化量Δp，比较两者的Δp或结合受力分析比较ΔpS从而得出结论。
　如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0 ℃，B中气体温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10 ℃，那么水银柱(　　)

A．向A移动 B．向B移动
C．不动 D．不能确定
√
　如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一
长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l2＝2l1。若使两部分气
体同时升高相同的温度，则管内水银柱将如何运动？(设原来的温度相
同)
[解析]　水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差Δp＝p1－p2＝ph。温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp1>Δp2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若Δp1<Δp2，水银柱向下移动；若Δp1＝Δp2，水银柱不动。所以判断水银柱怎样移动，就是分析其所受合力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多。
法三：极限法
由于p2较小，设想p2＝0，即上段为真空，升温则p1增大，水银柱上移，降温则水银柱下降。
[答案]　水银柱上移
微专题二　关联气体问题
1．问题特点
两部分或多部分气体被液柱或活塞分开，各部分气体之间存在着压强和体积的关联。
2．解题思路
(1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据气体实验定律列式求解。
(2)认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程。
(3)多个方程联立求解。
角度1　玻璃管液封气体
　 (2024·内蒙古赤峰一模)如图所示，竖直面内有一内径相同的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强p0＝75 cmHg的理想气体A，左管上端封有长度L1＝8 cm的理想气体B，左右两侧水银面高度差L2＝5 cm，此时A、B气体的温度均为280 K。
(1)求初始时理想气体B的压强。
[解析]　根据题意，设初始时理想气体B的压强为pB，则有pB＋ρgL2＝p0
解得pB＝70 cmHg。
[答案]　70 cmHg　
(2)保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左侧液面下降4 cm时气体B的温度。
[答案]　668 K
[答案]　0.9l0
(1)假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数n。
[答案]　24次　
(2)保持A中气体温度不变，加热B中气体使B的体积恢复为V，求B中气体的温度T。
[答案]　5T0
随堂巩固落实
PART
02
第二部分
1．(液柱或活塞移动问题)如图所示，相同的两支两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　)

A.均向下移动，A管移动较多
B．均向上移动，A管移动较多
C．A管向上移动，B管向下移动
D．无法判断
√
2．(关联气体问题)如图所示，圆柱形汽缸水平放置，活塞将汽缸分为左、右两个气室，两侧气室内密封等质量的氮气。现通过接口K向左侧气室内再充入一定质量的氮气，活塞再次静止时左、右两侧气室体积之比为3∶1。汽缸导热良好，外界温度不变，活塞与汽缸间无摩擦，则从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为(　　)
A．2∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．3∶1
√
3．(关联气体问题)(2024·甘肃平凉模拟预测)如图所示，内径粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，用水银柱将两部分理想气体封闭在玻璃管内。当环境温度T1＝280 K时，两空气柱的长度分别为L1＝38 cm、L2＝21 cm，左右两侧底部连通的水银面的高度差h1＝4 cm，玻璃管左侧上方水银柱的长度h2＝12 cm。已知大气压强p0＝76 cmHg，现将环境温度缓慢升高到T2＝
300 K，水银不会溢出。
(1)求系统稳定时左侧封闭气体的长度。
答案：22.5 cm　
(2)环境温度保持T2＝300 K不变，现从左管口缓慢倒入水银，恰好使左右两侧水银面的高度差恢复到h1＝4 cm，求左管中需要倒入的水银柱的长度。
答案：6 cm