高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 气体液体和固体专题强化 变质量问题 理想气体的图像问题.pdfVIP

变质量问题理想气体的图像问题

[学习目标]1.会巧妙地选择研究对象，使变质量气体问题转化为定质量的气体问题.2.会利用

图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，并应用于解决气体状态变化问题．

一、变质量问题

分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，将变质量转化为定质量问题，

然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解．

(1)打气问题

向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球、轮胎内原有气体和即将打

入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的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，故抽气过程可看作是膨胀的过

程．

(2020·徐州一中高二开学考试)一只两用活塞气筒的原理图如图1所示(打气时如图甲

所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开

0

始时气筒和容器内的空气压强为p，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打气筒和抽

0

气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(容器内气体温度不

变，大气压强为p)()

0

图1

1nVV

A．np，pB.0p，0p

0n0V0nV0

VVnVV

000

nnn

C．(1＋)p，(1＋)pD．(1＋)p，()p

V0V0V0V＋V0

0

答案D

解析打气时，活塞每推动一次，就把体积为V、压强为p的气体推入容器内，若活塞工作

00

n次，就是把压强为p、体积为nV的气体压入容器内，容器内原来有压强为p、体积为V

000

的气体，根据玻意耳定律得：

p(V＋nV)＝p′V.

00

V＋nVV

所以p′＝0p＝(1＋n0)p.

V0V0

抽气时，活塞每拉动一次，就把容器中的气体的体积从V膨胀为V＋V，而容器中的气体压

0

强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的体积为V的气体排出，而再次拉动活塞时，又将容

0

器中剩余的气体的体积从V膨胀到V＋V，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得：

0

第一次抽气pV＝p(V＋V)，

010

V

p＝p.

1V＋V0