第二章 习题课 气体实验定律与理想气体状态方程的应用-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册同步核心辅导与测评课件（人教版）

* 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 习题课　气体实验定律与理想气体状态 方程的应用 * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 课堂 重点探究 　eq \a\vs4\al(气体实验定律和理想气体状态方程,的应用) 　如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中，当温度为280 K时，被封闭的气柱长L＝22 cm，两边水银柱高度差h＝16 cm，大气压强p0＝76 cmHg. (1)为使左端水银面下降3 cm，封闭气体温度应变为多少？ (2)封闭气体的温度重新回到280 K后，为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？ * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 解析：(1)初态压强 p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg. 末态时左右水银面高度差为 (16－2×3) cm＝10 cm， 压强p2＝(76－10) cmHg＝66 cmHg. 由理想气体状态方程eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)， 解得T2＝eq \f(p2V2T1,p1V1)＝eq \f(66×25,60×22)×280 K＝350 K. * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 (2)设加入的水银长度为l， 末态时左右水银面高度差h′＝(16＋2×2)－l. 由玻意耳定律p1V1＝p2V2. 式中p2＝76 cmHg－(20－l) cmHg， 解得l＝10 cm. 答案：(1)350 K　(2)10 cm * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 应用气体实验定律和理想气体状态方程解题的一般步骤 (1)明确研究对象，即封闭的一定质量的理想气体； (2)确定气体在始、末状态的参量p1，V1，T1及p2，V2，T2； (3)选取气体实验定律或理想气体状态方程列式求解； (4)讨论结果的合理性． * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 [针对训练] 1．(2021·贵州遵义统考)如图所示，导热良好的长为L的圆柱形汽缸开口竖直向上放置，一定质量的理想气体被横截面积为S的薄活塞封闭在汽缸内，活塞刚好静止于汽缸正中间位置．现将气缸缓慢转动至开口竖直向下，活塞刚好滑到汽缸开口处．不计活塞和汽缸间的摩擦且不漏气，重力加速度为g，外界大气压强为p0求： (1)活塞的质量； (2)再将汽缸缓慢转到开口斜向右上方，汽缸侧面与水平面夹角为eq \f(π,6)(此时活塞仍旧垂直于气缸壁)，则此时气体的体积为多少． * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 解析：(1)初状态p0S＋mg＝p1S 末状态p2S－mg＝p0S 等温变化 p1Seq \f(L,2)＝p2SL 得m＝eq \f(p0S,3g) (2)倾斜时p3S＝mgsineq \f(π,6)＋p0S 等温变化 p2SL＝p3V 得V＝eq \f(4,7)SL 答案：(1)m＝eq \f(p0S,3g)　(2)V＝eq \f(4,7)SL * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 　eq \a\vs4\al(气体状态变化中的图像问题) [思维深化] 一定质量的理想气体的状态参量p、V、T可以用图像上的点表示出来，用点到点之间的连线表示气体从一个平衡态(与点对应)到另一个平衡态的变化过程．利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，是常用的方法． 1．利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系． * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 例如：如图甲所示，V1对应的虚线为等容线，A、B是与T1、T2两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1. 甲 * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 又如图乙所示： 乙 T1对应的虚线AB为等温线，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2<V1. * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 2．一定质量理想气体的图像 (1)等温变化 ①T一定时，在p ­V图像中，等温线是一簇双曲线，图像离坐标轴越远，温度越高，如图甲所示，T2>T1. 甲　　　　　　　　　　乙 ②T一定时，在p ­eq \f(1,V)图像中，等温线是延长线过坐标原点的直线，直线的斜率越大，温度越高，如图乙所示． * 课堂重点探究 课堂巩固训练 课时作业规范训练 (2)等容变化 ①V一定时，在p ­T图像中，等容线为一簇延长线过坐标原点的直线，直线的斜率越小，体积越大，如图甲所示． ②V一定时，在p ­t图像中，等容线与t轴的交点是－273.15 ℃，是一条倾斜的直线，纵截距表示气体在0 ℃时的压强，如图乙所示． 甲