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课件网) 微专题2 气体的变质量问题 了解常见的变质量问题分类,会巧妙地选择研究对象,使变质量气体问题转化为定质量气体问题,掌握处理变质量问题的方法。 [定位·学习目标] 突破·关键能力 要点 气体的变质量问题 1.变质量问题类型 分析变质量问题时,可以通过巧妙地选择合适的研究对象,使这类问题转化为一定质量的气体问题,以便用气体规律对问题进行分析解答。 (1)充气问题:向球、轮胎等封闭容器中充气。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 「要点归纳」 (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。将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 (3)分装问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中。可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象,将变质量问题转化为定质量问题。 (4)漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断减少。可以选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象,使变质量问题变成定质量问题。 (5)敞口容器中外界压强或温度变化问题:可将因外界压强变化或温度变化而排出或进入的气体整体为研究对象,将容器内气体的变质量问题转化为包含排出(或进入)气体的定质量问题。 2.处理变质量问题的方法 (1)选取合适的研究对象,将变质量问题转化为定质量问题。 (2)求解方法。 ①利用气体实验定律和理想气体的状态方程,将状态不同的几部分气体转化为相同状态列式求解。 「典例研习」 [例1] [充气问题] 如图所示,一篮球的容积为 7.5 L,内有压强为1.2 atm的气体,现用打气筒对篮球进行充气,每打一次都能将体积为200 mL、压强为 1.0 atm 的气体打进篮球内,共打10次结束充气。若篮球内气体可视为理想气体,打气过程忽略篮球容积和球内气体温度的变化,求: (1)打气结束后球内气体的压强与球内原有气体的压强之比; (2)打进篮球内气体的质量与篮球内原有气体的质量之比。 [例2] [抽气问题] 如图所示,现用活塞式抽气机对容器抽气,M、N均为单向工作阀门,当活塞下压时,阀门M关闭,打开N,上面抽气机汽缸中的气体排出;当活塞上提时阀门M打开,N关闭,抽气机对容器抽气。 已知上面汽缸内的有效抽气容积为V,下面容器的容积为5V,活塞的横截面积为S,初始时封在容器中的气体压强为p0,外界大气压强也为p0,活塞位于最下端,不计活塞的重力和抽气机与汽缸壁之间的摩擦力,抽气过程缓慢进行且气体温度保持不变,则( ) D [例3] [分装问题] 南方某市需向北方采购一批大瓶装氧气(如图所示),每个钢瓶的容积为40 L,在北方时测得大钢瓶内氧气压强为1.2×107 Pa,温度为7 ℃,长途运输到该市医院检测时测得大钢瓶内氧气压强为 1.26×107 Pa。在医院实际使用过程中,要用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装,小钢瓶容积为10 L,分装后每个小钢瓶内氧气压强为 4×105 Pa,分装前小钢瓶内为真空。要求大钢瓶内压强降到2×105 Pa时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏,求: (1)在该市检测时大钢瓶所处环境温度为多少摄氏度; 【答案】 (1)21 ℃ (2)一个大钢瓶可分装多少个小钢瓶。 【答案】 (2)124 【答案】 (2)法一 转化法 设大钢瓶内氧气由状态p2、V2等温变化为停止分装时的状态p3、V3, 则p2=1.26×107 Pa,V2=0.04 m3,p3=2×105 Pa, 根据p2V2=p3V3得V3=2.52 m3, 除大钢瓶内剩余的氧气外,可用于分装小钢瓶的氧气p4=2×105 Pa, V4=2.52 m3-0.04 m3=2.48 m3, 分装成小钢瓶的氧气p5=4×105 Pa,V5=nV, 其中小钢瓶体积为V=0.01 m3,根据p4V4=p5V5,得n=124, 即一大钢瓶氧气可分装124个小钢瓶。 法二 利用克拉伯龙方程 对总的氧 ... ...
