第8章 微型专题 气体实验定律和理想气体状态方程的应用（word版含答案）

微型专题　气体实验定律和理想气体状态方程的应用 [学科素养与目标要求]　 科学思维：1.会巧妙地选择研究对象，使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题.2.会利用图象对气体状态、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.3.会应用气体实验定律和理想气体状态方程解决综合问题． 一、变质量问题 例1　一只两用活塞气筒的原理如图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V0，现将它与另一只容积为V的容器相连接，容器内的空气压强为p0，当分别作为打气筒和抽气筒时，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p0)(　　) 图1 A．np0，p0 B.p0， p0 C．(1＋)np0，(1＋)np0 D．(1＋)p0，()np0 答案　D 解析　打气时，活塞每推动一次，就把体积为V0、压强为p0的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为p0、体积为nV0的气体压入容器内，容器内原来有压强为p0、体积为V的气体，根据玻意耳定律得： p0(V＋nV0)＝p′V. 所以p′＝p0＝(1＋n)p0. 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＋V0，而容器中的气体压强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的体积为V0的气体排出，而再次拉动活塞时，又将容器中剩余的气体的体积从V膨胀到V＋V0，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得： 第一次抽气p0V＝p1(V＋V0)， p1＝p0. 第二次抽气p1V＝p2(V＋V0) p2＝p1＝()2p0 活塞工作n次，则有： pn＝()np0.故正确答案为D. 在分析和求解气体质量变化的问题时，首先要将质量变化的问题变成质量不变的问题，否则不能应用气体实验定律.如漏气问题，不管是等温漏气、等容漏气，还是等压漏气，都要将漏掉的气体“收”回来.可以设想有一个“无形弹性袋”收回漏气，且漏掉的气体和容器中剩余气体同温、同压，这样就把变质量问题转化为定质量问题，然后再应用气体实验定律求解. 二、理想气体状态方程与气体图象问题 名称 图象 特点 其他图象 等温线 p－V pV＝CT(C为常量)，即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远 p－ p＝，斜率k＝CT，即斜率越大，对应的温度越高 等容线 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的体积越小 等压线 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的压强越小 例2　使一定质量的理想气体的状态按图2甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分． 图2 (1)已知气体在状态A的温度TA＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？ (2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和热力学温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程． 答案　(1)600 K　600 K　300 K　(2)见解析 解析　从p－V图中可以直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积分别为pA＝ 4 atm，pB＝4 atm，pC＝2 atm，pD＝2 atm，VA＝10 L，VC＝40 L，VD＝20 L. (1)根据理想气体状态方程 ＝＝， 可得TC＝·TA＝×300 K＝600 K， TD＝·TA＝×300 K＝300 K， 由题意知B到C是等温变化，所以TB＝TC＝600 K. (2)因由状态B到状态C为等温变化， 由玻意耳定律有pBVB＝pCVC，得 VB＝＝ L＝20 L. 在V－T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图)，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程． 分析状态变化的图象问题，要与状态方程结合起来，才能由某两个参量的变化情况确定第三个参量的变化情况，由＝C知，若气体在状态变化过程中pV不变，则温度不变；若不变，则V不变；若不变，则p不变，否则第三个参量发生变化. 三、理想气体的综合问题 1．定性分析液柱移动问题 定性分析液柱移动问题常使用假设推理法：根据题设条件，假设液柱不动，运用相应的 ... ...