2.8 气体实验定律（二） 第二课时18张PPT

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2.8
气体实验定律（二）
第二课时
汕头市潮阳区金堡中学
许燕东
一、物理观念
二、核心考点与题型
1.求解用活塞（水银柱）封住气体类问题。
3.与力学模型简单结合问题
格物致知
循理求真！
2.处理变质量气体（抽放气）问题
①确定研究对象
【解题方法】
②辨别变化过程
③选择合理的方程求解
【例题1】33．[物理——选修3–3]（15分）
（2）如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向上，汽缸中用绝热性能良好的活塞封闭一定质量的气体，气柱的长为h，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，活塞的质量为m，横截面积为S，大气压强为p0，开始时缸中气体的温度为T0，重力加速度为g。
①若在汽缸上放一个质量为m的物块，再给缸中气体加热，使气柱长仍为h，则加热后气体的温度为多少?
②若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为2T0时，电热丝产生的热量为Q，则气体的内能增加多少？
②若只给缸中气体缓慢加热，气体发生等压变化，当气体温度为2T0
时，设活塞上升的高度为
H，则有
【巩固练习1】如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都粗细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图（2）中的
(
)
（A）A图线
（B）B图线
（C）C图线
（D）D图线
2019一模
2019二模
2019三模
“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.
“连通器模型”类同一液体中的相同高度处压强一定相等
【例题2】有压强为p0的空气，体积为V的轮胎，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是
p0
的空气．
体积为（　　）
A.
B.
C.
D.
C
气体做等温变化，设充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为V′，选择轮胎内原有气体和充入气体的整体作为研究对象，根据玻意耳定律可得：
解得：
气体三定律与气体的状态方程都强调“一定质量的某种气体”，即气体状态变化时，气体的质量不能变.用气体三定律与气体状态方程研究变质量气体问题时有多种不同的处理方法.
1.口袋法
给初状态或者末状态补接一个口袋，把变化的气体用口袋收集起来，从而保证质量不变
2.隔离法
对变化部分和不变部分隔离，只对不变部分进行研究，从而实现被研究的气体质量不变
3.比较常数法
气体常数与气体质量有关，质量变化，气体常数变化；质量不变，气体常数不变.根据各个状态的已知状态参量计算出各个状态下的气体常数C，然后进行比较
4.利用推论法气体的密度方程不要求质量恒定，可由此得到相应状态的密度，再结合体积等解决问题.也可利用分压定律来研究变质量气体的问题
具体来说，有以下四种典型的情景，可以通过选择对象化变质量为定质量：
（1）充气问题
（2）抽气问题
（3）灌气问题
（4）漏气问题
1.口袋法
给初状态或者末状态补接一个口袋，把变化的气体用口袋收集起来，从而保证质量不变。
【巩固练习】人呼吸时每分钟需要吸入空气的质量是一定的,每次呼出和吸入的空气体积也是一定的.如果人在平地上,当大气压是9.8×104Pa,温度是27℃时,每分钟要吸气20次,已知山顶的大气压是7.8×104Pa,温度是-3℃,那么,人在山顶时,每分钟的吸气次数是多少?
【例题2】在图所示的气缸中封闭着温度为100
℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为10
cm,如果缸内空气变为0
℃,
问:
1、重物是上升还是下降？
2、这时重物将从原处移动多多少厘米？（设活塞与气缸壁间无摩擦）
解:
(1)缸内气体温度降低,压强减小,故活塞下移,重物上升.
(2)分析可知缸内气体作等压变化.记活塞初态高度10
cm为h1,设活塞截面积为S,设活塞末态高度为h,则气体初末态体积分别为V1=
h1S,V2=hS,由题意初末态温度分别为T1=373
K,T2=273
K.
据
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