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课件网) 微专题2 气体的变质量问题 「定位·学习目标」 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。 突破·关键能力 要点 气体的变质量问题 「要点归纳」 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。 (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; 解析:(1)以充气结束后篮球内的气体为研究对象,由玻意耳定律得 p1V1+p0×nV0=p2V1, 其中p1=1.2 atm,V1=7.5 L,p0=1.0 atm, V0=0.2 L,n=10, (2)打进篮球内气体的质量与篮球内原有气体的质量之比。 (1)抽气之后A、B的压强pA、pB。 (2)弹簧的劲度系数k。 [例3] [分装问题] 现有一辆气罐车能承受的最大压强是33p0,某次在温度为7 ℃时气罐车内部气体的压强为21p0,已知气罐车的总体积为V,p0为大气压强,且T=273 K+t。 (1)求该辆气罐车能够承受的最大温度; 答案:(1)167 ℃ 解析:(1)由查理定律得 其中p1=21p0,T1=273 K+t1=280 K,p2=33p0, 联立解得T2=440 K, 根据T2=273 K+t2, 可得该辆气罐车能够承受的最大温度为t2=167 ℃。 (2)用该气罐车给体积为0.01V的气瓶充气,充好气后气瓶的压强为10p0,假设充气过程温度不变,能充多少瓶气 答案:(2)110瓶 解析:(2)设能充n瓶气,由玻意耳定律可知p1V=p3(V+nV′), 其中p3=10p0,V′=0.01V, 联立解得n=110。 [例4] [漏气问题] 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为27 ℃时,压强为3.0×103 Pa。 (1)当夹层中空气的温度升至37 ℃,求此时夹层中空气的压强。 答案:(1)3.1×103 Pa 解析:(1)初状态 p1=3.0×103 Pa, T1=(273+27) K=300 K, 末状态 T2=(273+37) K=310 K, 设压强为p2, 解得p2=3.1×103 Pa。 (2)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。设环境温度为27 ℃,大气压强为1.0×105 Pa。 解析:(2)保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,以夹层中原有空气为研究对象,由玻意耳定律得p1V=p0V′, 解得V′=0.03V, 夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值 规律方法 变质量问题分析 在使用气体实验定律处理变质量 ... ...
