1、高三物理復習：高三物理復習：10ghPPA 20ghPPB 10hPPA 20hPPB 例：計算圖例：計算圖2 2中各種情況下，被封閉氣體的壓強。中各種情況下，被封閉氣體的壓強。（標準大氣壓強（標準大氣壓強p p0 0=76cmHg=76cmHg，圖中液體為水銀），圖中液體為水銀）smgPP+ += =0 FmSM自由下滑自由下滑光滑水平面光滑水平面例例2 2、如圖所示，質量為、如圖所示，質量為m m1 1內(nèi)壁光內(nèi)壁光滑的橫截面積為滑的橫截面積為S S的玻璃管內(nèi)裝的玻璃管內(nèi)裝有質量為有質量為m m2 2的水銀，管外壁與的水銀，管外壁與斜面的動摩擦因數(shù)斜面的動摩擦因數(shù)=0.5,=0.5,斜面斜面

2、傾角傾角=37=37，當玻璃管與水銀，當玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時，求被封閉共同沿斜面下滑時，求被封閉的氣體壓強為多少？（設大氣的氣體壓強為多少？（設大氣壓強為壓強為p p0 0）10 類型類型1.平衡態(tài)下液體密封氣體的壓強平衡態(tài)下液體密封氣體的壓強2.平衡態(tài)下氣缸活塞密封氣體的壓強平衡態(tài)下氣缸活塞密封氣體的壓強3.非平衡態(tài)下密閉氣體的壓強非平衡態(tài)下密閉氣體的壓強1.1.理想氣體理想氣體(1)(1)理解：理想氣體是為了研究問題方便提出的一種理想模型，理解：理想氣體是為了研究問題方便提出的一種理想模型，是實際氣體的一種近似，就像力學中質點、電學中點電荷模型是實際氣體的一種近似，就像力學中質點、

3、電學中點電荷模型一樣，突出問題的主要方面，忽略次要方面，從而認識物理現(xiàn)一樣，突出問題的主要方面，忽略次要方面，從而認識物理現(xiàn)象的本質，是物理學中常用的方法象的本質，是物理學中常用的方法. .(2)(2)特點特點嚴格遵守氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程嚴格遵守氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程. .理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比忽略不計，分理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比忽略不計，分子視為質點子視為質點. .理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力，故無分理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力，故無分子勢能的變化，一定質量的理想氣體內(nèi)能的變化只與溫度有關子勢能的變化，一定質

4、量的理想氣體內(nèi)能的變化只與溫度有關. . 2.2.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律3.3.應用狀態(tài)方程解題的一般步驟應用狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)(1)明確研究對象，即一定質量的理想氣體；明確研究對象，即一定質量的理想氣體；(2)(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量確定氣體在始末狀態(tài)的參量p p1 1、V V1 1、T T1 1及及p p2 2、V V2 2、T T2 2；(3)(3)由狀態(tài)方程列式求解；由狀態(tài)方程列式求解；(4)(4)討論結果的合理性討論結果的合理性. . 在涉及到氣體的內(nèi)能、分子勢能問題中要特別注在涉及到氣體的內(nèi)能、分子勢能問題中要特別注意是否為理想

5、氣體，在涉及氣體的狀態(tài)參量關系時往往將實際意是否為理想氣體，在涉及氣體的狀態(tài)參量關系時往往將實際氣體當做理想氣體處理，但這時往往關注的是氣體質量是否一氣體當做理想氣體處理，但這時往往關注的是氣體質量是否一定定. .【典例【典例1 1】房間的容積為】房間的容積為20 m20 m3 3, ,在溫度為在溫度為7 7 、大氣壓強為、大氣壓強為9.89.810104 4 Pa Pa時時, ,室內(nèi)空氣質量是室內(nèi)空氣質量是25 kg.25 kg.當溫度升高到當溫度升高到27 27 、大氣壓強變?yōu)榇髿鈮簭娮優(yōu)?.01.010105 5 Pa Pa時時, ,室內(nèi)空氣的質量是多少室內(nèi)空氣的質量是多少? ? 【解題

6、指導【解題指導】首先房間一般情況下不會是密閉的，再者首先房間一般情況下不會是密閉的，再者讓求室內(nèi)空氣的質量就隱含了房間內(nèi)的氣體質量可能是變化的，讓求室內(nèi)空氣的質量就隱含了房間內(nèi)的氣體質量可能是變化的，故解本題的關鍵就在于如何選擇研究對象，使之符合理想氣體故解本題的關鍵就在于如何選擇研究對象，使之符合理想氣體的狀態(tài)方程的狀態(tài)方程. .【標準解答【標準解答】室內(nèi)氣體的溫度、壓強均發(fā)生了變化室內(nèi)氣體的溫度、壓強均發(fā)生了變化, ,原氣體的原氣體的體積不一定再是體積不一定再是20 m20 m3 3, ,可能增大可能增大( (有氣體跑出有氣體跑出),),可能減小可能減小( (有氣有氣體流入體流入),),因

7、此仍以原因此仍以原25 kg25 kg氣體為研究對象氣體為研究對象, ,通過計算才能確定通過計算才能確定. .氣體初態(tài)氣體初態(tài):p:p1 1=9.8=9.810104 4 Pa,V Pa,V1 1=20 m=20 m3 3,T,T1 1=280 K=280 K氣體末態(tài)氣體末態(tài):p:p2 2=1.0=1.010105 5 Pa,V Pa,V2 2=?,T=?,T2 2=300 K=300 K由理想氣體狀態(tài)方程由理想氣體狀態(tài)方程: :所以所以因因V V2 2VV1 1, ,故有氣體從房間內(nèi)流出故有氣體從房間內(nèi)流出. .房間內(nèi)氣體質量房間內(nèi)氣體質量答案答案: :23.8 kg23.8 kg11221

8、2p Vp VTT4331221521p T9.8 10300 20VV m21.0 mp T1.0 102801212V20mm25 kg23.8 kg.V21【變式訓練】鋼筒內(nèi)裝有【變式訓練】鋼筒內(nèi)裝有3 kg3 kg氣體氣體, ,當溫度為當溫度為-23-23時時, ,壓強為壓強為4 atm4 atm, ,如果用掉如果用掉1 kg1 kg氣體后溫度升高到氣體后溫度升高到27,27,求筒內(nèi)氣體壓強求筒內(nèi)氣體壓強. .【解析【解析】以鋼筒內(nèi)剩下的以鋼筒內(nèi)剩下的2 kg2 kg氣體為研究對象氣體為研究對象. .設鋼筒容積為設鋼筒容積為V,V,則該部分氣體在初狀態(tài)占有的體積為則該部分氣體在初狀態(tài)占

9、有的體積為 末狀態(tài)時恰好充末狀態(tài)時恰好充滿整個鋼筒滿整個鋼筒. .由一定質量理想氣體的狀態(tài)方程由一定質量理想氣體的狀態(tài)方程得得答案：答案：3.2 atm3.2 atm2V,3112212p Vp VTT11222124V 300p VT3p atm3.2 atm.V TV250【典例【典例2 2】(2011(2011銀川高二檢測銀川高二檢測) )如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計，在壁光滑，活塞厚度不計，在A A、B B兩處設有限制裝置，使活塞只兩處設有限制裝置，使活塞只能在能在A A、B B之間運動，之間運動，B B左面汽缸的容積為左面汽缸的容積為V V

10、0 0.A.A、B B之間的容積為之間的容積為0.1V0.1V0 0，開始時活塞在，開始時活塞在B B處，缸內(nèi)氣體的壓強為處，缸內(nèi)氣體的壓強為0.9p0.9p0 0(p(p0 0為大氣壓為大氣壓強強) )，溫度為，溫度為297 K297 K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3 K.399.3 K.求：求：(1)(1)活塞剛離開活塞剛離開B B處時的溫度處時的溫度T TB B; ;(2)(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強缸內(nèi)氣體最后的壓強p p；(3)(3)在圖中畫出整個過程的在圖中畫出整個過程的p-Vp-V圖線圖線. . 【解題指導【解題指導】審題時應關注以下兩點：審題時應

11、關注以下兩點：(1)(1)活塞剛離開活塞剛離開B B處時，關鍵詞為處時，關鍵詞為“剛離開剛離開”隱含已經(jīng)離開了隱含已經(jīng)離開了與限制裝置沒有力的作用，故此時封閉氣體的壓強為與限制裝置沒有力的作用，故此時封閉氣體的壓強為p p0 0, ,而剛而剛離開又隱含封閉氣體的體積還沒有來得及變，體積仍為離開又隱含封閉氣體的體積還沒有來得及變，體積仍為V V0 0. .(2)(2)氣體最后的壓強，關鍵詞為氣體最后的壓強，關鍵詞為“最后最后”被被A A處裝置卡住，氣處裝置卡住，氣體體積為體體積為1.1V1.1V0 0. .【標準解答【標準解答】(1)(1)活塞剛離開活塞剛離開B B處時，體積不變，封閉氣體的處時

12、，體積不變，封閉氣體的壓強為壓強為p p2 2=p=p0 0, ,由查理定律得由查理定律得: : 解得解得T TB B=330 K.=330 K.(2)(2)以封閉氣體為研究對象，活塞開始在以封閉氣體為研究對象，活塞開始在B B處時，處時，p p1 1=0.9p=0.9p0 0, , V V1 1=V=V0 0,T,T1 1=297 K;=297 K;活塞最后在活塞最后在A A處時：處時：V V3 3=1.1V=1.1V0 0,T,T3 3=399.3 K,=399.3 K,由理想由理想氣體狀態(tài)方程得氣體狀態(tài)方程得 故故331113p Vp VTT，00B0.9pp,297T113003031

13、0p VT0.9p V399.3p1.1pV T1.1V297(3)(3)如圖所示，封閉氣體由狀態(tài)如圖所示，封閉氣體由狀態(tài)1 1保持體積不變，溫度升高，保持體積不變，溫度升高，壓強增大到壓強增大到p p2 2=p=p0 0達到狀態(tài)達到狀態(tài)2 2，再由狀態(tài)，再由狀態(tài)2 2先做等壓變化，溫度先做等壓變化，溫度升高，體積增大，當體積增大到升高，體積增大，當體積增大到1.1V1.1V0 0后再等容升溫，使壓強后再等容升溫，使壓強達到達到1.1p1.1p0 0. .答案：答案：(1)330 K (2)1.1p(1)330 K (2)1.1p0 0 (3) (3)見解析見解析 【規(guī)律方法【規(guī)律方法】 理想

14、氣體狀態(tài)方程的解題技巧理想氣體狀態(tài)方程的解題技巧(1)(1)挖掘隱含條件，找出臨界點，臨界點是兩個狀態(tài)變化過程挖掘隱含條件，找出臨界點，臨界點是兩個狀態(tài)變化過程的分界點，正確找出臨界點是解題的基本前提，本題中活塞的分界點，正確找出臨界點是解題的基本前提，本題中活塞剛離開剛離開B B處和剛到達處和剛到達A A處是兩個臨界點處是兩個臨界點. .(2)(2)找到臨界點，確定臨界點前后的不同變化過程，再利用相找到臨界點，確定臨界點前后的不同變化過程，再利用相應的物理規(guī)律解題，本題中的三個過程先是等容變化，然后應的物理規(guī)律解題，本題中的三個過程先是等容變化，然后是等壓變化，最后又是等容變化是等壓變化，最

15、后又是等容變化. .例例3.(20103.(2010上海高考上海高考) )如圖，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，如圖，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，截面積為截面積為5 51010-3-3 m m2 2, ,一定質量的氣體被質量為一定質量的氣體被質量為2.0 kg2.0 kg的光滑活的光滑活塞封閉在汽缸內(nèi)，其壓強為塞封閉在汽缸內(nèi)，其壓強為_Pa(_Pa(大氣壓強取大氣壓強取1.011.0110105 5 Pa Pa，g g取取10 N/kg).10 N/kg).若從初溫若從初溫27 27 開始加熱氣體，使活塞離汽缸底部開始加熱氣體，使活塞離汽缸底部的高度由的高度由0.5 m0.5 m緩慢變?yōu)榫徛?/p>

16、為0.51 m0.51 m，則此時氣體的溫度為，則此時氣體的溫度為_._.【解析【解析】 T T2 2=306 K,t=306 K,t2 2=33=33答案：答案：1.051.0510105 5 333350mgpp1.05 10 PaS1212pVpV,TT例例4.(20114.(2011平頂山高二檢測平頂山高二檢測) )如圖所示為一均勻如圖所示為一均勻薄壁薄壁U U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的橫截面積為管的橫截面積為S=1S=11010-4-4 m m2 2, ,內(nèi)裝水銀，右管內(nèi)裝水銀，右管內(nèi)有一質量為內(nèi)有一質量為m=0.1 kgm=0.

17、1 kg的活塞擱在固定卡口上，的活塞擱在固定卡口上，卡口比左管上端高出卡口比左管上端高出L L=20 cm=20 cm，活塞與管壁間非，活塞與管壁間非常密封且無摩擦，右管內(nèi)封閉有一定質量的氣常密封且無摩擦，右管內(nèi)封閉有一定質量的氣體體. .起初溫度為起初溫度為t t0 0=27 =27 時，左、右管內(nèi)液面高度相等，且左時，左、右管內(nèi)液面高度相等，且左管內(nèi)充滿水銀，右管內(nèi)封閉氣體的壓強為管內(nèi)充滿水銀，右管內(nèi)封閉氣體的壓強為p p1 1=p=p0 0=1.0=1.010105 5 Pa= Pa=75 cmHg75 cmHg. .現(xiàn)使右管內(nèi)氣體溫度逐漸升高現(xiàn)使右管內(nèi)氣體溫度逐漸升高, ,求：求：(1

18、)(1)溫度升高到多少溫度升高到多少K K時，右管活塞開始離開卡口上升？時，右管活塞開始離開卡口上升？(2)(2)溫度升高到多少溫度升高到多少K K時，活塞上升到離卡口時，活塞上升到離卡口4 cm4 cm處？處？【解析【解析】(1)(1)右端活塞開始上升時封閉氣體壓強右端活塞開始上升時封閉氣體壓強p p2 2=p=p0 0+mg/S+mg/S，代入數(shù)據(jù)得，代入數(shù)據(jù)得氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得：氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得：T T2 2=p=p2 2T T1 1/p/p1 1，代入數(shù)，代入數(shù)據(jù)得據(jù)得T T2 2=330 K=330 K(2)(2)活塞離開卡口后，由于氣體溫度逐漸升高故封

19、閉氣體發(fā)生活塞離開卡口后，由于氣體溫度逐漸升高故封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律得呂薩克定律得T T3 3=V=V3 3T T2 2/V/V2 2代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得T T3 3=396 K=396 K答案：答案：(1)330 K (2)396 K(1)330 K (2)396 K55240.1 10p1.0 10 PaPa1.1 10 Pa1 1082.5 cmHg10.10.一氣象探測氣球一氣象探測氣球, ,在充有壓強為在充有壓強為1.00 atm1.00 atm( (即即76.0 cmHg76.0 cmHg) )、溫度為溫度為27.0 27.0 的氦氣時的氦氣時, ,體積為體積為3.50 m3.50 m3 3. .在上升至海拔在上升至海拔6.50 km6.50 km高空的過程中高空的過程中, ,氣球內(nèi)氦氣壓強逐漸減小到此高度上氣球內(nèi)氦氣壓強逐漸減小到此高度上的大氣壓的大氣壓36.0 cmHg36.0 cmHg, ,氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變其溫度不變. .此后停止加熱此后停止加熱, ,保持高度不變保持高度不變. .已知在這一海拔高已知在這一海拔高