一轮复习鲁科版 第62讲 应用气体实验定律解决“三类模型”问题 课件（33张）.pptx

第六十二讲应用气体实验定律解决“三类模型”问题;1.气体实验定律;2.解题基本思路;3.玻璃管液封模型 求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程，要注意： (1)液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为液面的竖直高度)。 (2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力。 (3)有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等。 (4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷。;题型1　单独气体问题;答案　(ⅰ)12.9 cm　(ⅱ)363 K;【变式1】 [2019·全国卷Ⅲ，33(2)]如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K(ⅰ)求细管的长度； (ⅱ)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。;答案　(ⅰ)41 cm　(ⅱ)312 K 解析　(ⅰ)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p，细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。 由玻意耳定律有 pV＝p1V1① 由力的平衡条件有 p＝p0＋ρgh② p1＝p0－ρgh③;式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 V＝S(L－h1－h) ④ V1＝S(L－h) ⑤ 由①②③④⑤式和题给条件得L＝41 cm。⑥ (ⅱ)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖－吕萨克定律有;题型2　关联气体问题;解析　设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气柱长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)① 式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小。 由玻意耳定律有p1l1＝pl1′② p2l2＝pl2′③ 两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④ 由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5 cm⑤ l2′＝7.5 cm。⑥;(1)开口竖直向下时A端空气柱的长度lA2； (2)最后平衡时进入玻璃管的水银柱的长度ΔL。(可保留分数);解析　(1)设玻璃管的横截面积为S，对A端气体，初始时pA1＝75 cmHg，lA1＝60 cm 转过90°，插入水银槽之前，对A端气体： pA2＝p0－h＝60 cmHg 此过程为等温变化，所以有pA1·lA1S＝pA2·lA2S 解得lA2＝75 cm (2)开口竖直向下时，B气柱长度lB2＝L－h－lA2＝10 cm，压强pB2＝75 cmHg;由pB2·lB2S＝pB3·lB3S 解得pB3＝90 cmHg 此时pA3＝pB3－h＝75 cmHg 可知lA3＝60 cm 可得进入玻璃管的水银柱长度为;考点二　“汽缸活塞类”模型;2.常见类型;题型1　单独气体问题;解析　开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有;此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖－吕萨克定律有;【变式3】 (2020·山东淄博市4月模拟)图中竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长L＝17 cm，活塞A的上方细筒中的水银深h1＝20 cm，粗筒中水银深h2＝5 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态。现使活塞B缓慢向下移动，直至水银恰好全部进入粗筒中，设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0相当于75 cm 高水银柱产生的压强。求： (1)此时气柱的长度； (2)活塞B向下移动的距离。;答案　(1)20 cm　(2)8 cm 解析　(1)设气体初态的压强为p1，则有p1＝p0＋h1＋h2 设S为粗圆筒的横截面积，气体初态的体积V1＝SL;题型2　关联气体问题;(ⅱ)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力的平衡条件有p2S＝p1·2S③ 由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0 ④ p2V2＝p0V0 ⑤ 由于两活塞用刚性杆连接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥ 联立②③④⑤⑥式解得;;解析　设活