变质量气体问题的分析技巧.doc

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. （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. （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T0＝300 升至T＝350 K （1）求此时气体的压强； （2）保持T＝350 不变缓慢抽出部分气体使气体压强再变回到p求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.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 ＝ 得p＝＝＝ （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V由玻意耳定律可得p＝p 则V＝＝ 所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为 ＝ 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＝W＋Q可知气体一定从外界吸收热量. 答案　（1）　（2）；吸热原因见解析 【典例2】 （2015·河南郑州一中期中）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.因为抽气时气体温度不变则由玻意耳定律得 ＝p（V＋V）所以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p由玻意耳定律有 ＝p（V＋V）所以p＝＝（） 以第n－1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p 由玻意耳定律得p－1＝p（V＋V） 所以p＝－1＝（） 故抽出n次空气后容器内剩余气体的压强为（） 答案（） 1.（2015·湖北六校调考）（1）下列说法正（　　） 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 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 分子势能随着分子间距离的增大可能先减小后增大 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 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 （2015·河北“五个一名（1）下列说法正确的是（　　） 布朗运动就是液体分子的运动 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 热力学温标的最低温度为0 它没有负值它的单位是物理学的基本单位之一 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A点打开固定螺栓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p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（一定量理想气体的内能仅由温度决定）. 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B正确；热力学温标的最低温度为0 它没有负值它的单位是物理学的基本单位之一故正确；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错误. （2）①设封闭气体的压强为p活塞受力平衡则 ＋mg＝pS 解得p＝p＋ 由于气体的温度不变则内能的变化＝0 外界对气体做的功W＝（p＋mg）h 由热力学第一定律＝W＋Q 可得Q＝－W＝－（p0＋mg）h 即气体通过缸壁放热（p＋mg）h 答案　（1）　（2）①p＋　②（P＋mg）h （2015·云南三校联考）（1）关于分子动理论的规律下列说法正确的是（　　） 扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动 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 两个分子距离减小时 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