内容正文:
考点五 气体变质量问题的处理
分析变质量问题时,可以通过巧妙选择合适的研究对象,使这类问题转化为定质量的气体问题,用理想气体状态方程求解.
1.打气问题
向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题.
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,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可看做是膨胀的过程.
3.灌气问题
将一个大容器中的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象,可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发生变化,属于变质量问题,不能用理想气体状态方程求解.如果选容器内剩余气体与漏出的气体为研究对象,便可使问题变成定质量的气体状态变化的问题,可用理想气体状态方程求解.
例6..一只轮胎容积为V=10 L,已装有p1=1 atm的空气.现用打气筒给它打气,已知打气筒的容积为V0=1 L,要使胎内气体压强达到p2=2.5 atm,应至少打多少次气?(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变,大气压强p0=1 atm)( )
A.8次 B.10次
C.12次 D.15次
练10.一只两用活塞气筒的原理如图所示(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(大气压强为p0)( )
A.np0,p0 B.p0,p0
C.(1+)np0,(1+)np0 D.(1+)p0,()np0
练11.(2020·全国卷Ⅰ·T33(2))甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体),甲罐的容积为V ,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V ,罐中气体的压强为p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后:
(1)两罐中气体的压强;
(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
练12.贮气筒内压缩气体的温度为27 ℃,压强是20 atm,从筒内放出一半质量的气体后,并使筒内剩余气体的温度降低为12 ℃,求剩余气体的压强为多大?
[综合练习]
1.(多选)以下对固体和液体的认识,正确的有( )
A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
B.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,表现为不浸润
C.影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D.液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
E.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象
2.(多选)如图所示,一定质量的理想气体,沿状态A、B、C变化,下列说法中正确的是( )
A.沿A→B→C变化,气体温度不变
B.A、B、C三状态中,B状态气体温度最高
C.A、B、C三状态中,B状态气体温度最低
D.从A→B,气体压强减小,温度升高
E.从B→C,气体密度减小,温度降低
3.(多选)一定质量的理想气体经历一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的( )
A.b→c过程中,气体压强不变,体积增大
B.a→b过程中,气体体积增大,压强减小
C.c→a过程中,气体压强增大,体积不变
D.c→a过程中,气体内能增大,体积变小
E.c→a过程中,气体从外界吸热,内能增大
4.(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是( )
A.过程①中气体的压强逐渐减小
B.过程②中气体对外界做正功
C.过程④中气体从外界吸收了热量
D.状态c、d的内能相等
E.状态d的压强比状态b的压强小
5.(多选)(气体实验定律和理想气体状态方程的应用)(2021河南高三月考)下图为伽利略设计的一种测温装置示意图,细玻璃管的上端与导热良好的薄玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体。下列关于该温度计分析的说法正确的是( )
A.若外界压强不变,发现玻璃管内水面上升,说明外界温度升高
B.若外界压强不变,发现玻璃管内水面上升,说明外界温度降低
C.若外界温度不变,发现玻璃管内水面上升,可能外界气体压强增大
D.若外界温度不变,发现玻璃管内水面下降,可能外界气体压强增大
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