理想气体状态方程的综合应用ppt课件.ppt

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1、理想气体状态方程的应用一：定性判断容器内液柱移动方向问题例1.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，若将两部分气体升高相同的温度，管内水银柱将如何将移动？（设原来温度相同）定性判断容器内液柱移动方向常用方法：假设法极限法公式法图像法二、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用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

2、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，总质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀过程．例2。氧气瓶的容积是40L，其中氧气的压强是130atm，规定瓶内氧气压强降到10atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1atm的氧气400L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变．．解析用如图所示的方框图表示思路答案：12天试试身手1．钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体：第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L气体，共抽取三次；第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L气体

3、．这两种抽法中，抽取气体质量较大的是(　　)A．第一种抽法B．第二种抽法C．两种抽法抽出的气体质量一样大D．无法判定A2．某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5L，如图所示，装入6L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300cm3,1atm的空气，设整个过程温度保持不变，求：(1)要使贮气筒中空气的压强达到4atm，打气筒应打压几次？(2)在贮气筒中空气的压强达到4atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？解析(1)设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p由玻意耳定律得：1atm×300cm3＝1.5×103cm3×pp＝0

4、.2atm，需打气次数n＝（4-1）/0.2=15(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V由玻意耳定律得：4atm×1.5L＝1atm×VV＝6L故还剩贮液7.5L－6L＝1.5L三、气体图象与图象之间的转换理想气体状态变化的过程，可以用不同的图象描述．已知某个图象，可以根据这一图象转换成另一图象，如由pV图象变成pT图象或VT图象．例3．一定质量理想气体，状态变化过程如图5中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线．若将这一状态变化过程表示在p-T图或V-T图中，下列选项正确的是()AC四、相互关联的两部分气体的分析方法这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体

5、积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的一般方法是：(1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式求解．(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．例4如图1所示，内径均匀的U形管中装入水银，两管中水银面与管口的距离均为l＝10.0cm，大气压强p0＝75.8cmHg时，将右侧管口封闭，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差达h＝6.0cm为止．求活塞在管内移动的距离．x≈6.4cm.试试身手1、如图所示，一个圆筒内盛有水，上方有一活塞，活塞与水面间有高

6、H=10cm的一段空气柱，活塞上面的大气压P0=75cmHg．一只管口朝下的小试管竖直插入水中，管底恰好和液面相平，管内有一段长h=3cm的空气柱．当把活塞慢慢提高5cm后，小试管露出水面多高？不计小试管体积对上部空气体积的影响和活塞重力．Δl=(4.5-3)cm=1.5cm．五。理想气体状态方程的综合应用气体问题中，结合力学知识有两类典型的综合题，一是力平衡，二是加速运动．研究时，常需分别选取研究对象，沿着不同的线索考虑．对力学对象(如气缸、活塞、容器、水银滴等)需通过受力分析，列出平衡方程或牛顿运动方程；对气体对象，根据状态参量，列出气态方程(或用气体实验定律)．例5、如图

7、2-4-7，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦滑动．A、B的质量分别为mA=12kg，mB=8.0kg，横截面积分别为SA=4.0×10-2m2，SB=2.0×10-2m2．一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间．活塞外侧大气压强P0=1.0×105Pa.（1）气缸水平放置，求气体压强．（2）已知此时气体体积V1=2.0×10-2m3，现保持温度不变，将气缸竖直放置，达到平衡后，与水平放置相比，活塞在气缸内移动的距离l为多少？取重力加速度g=10m