第二章 微专题1 气体实验定律的应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 微专题1气体实验定律的应用 [定位·学习目标] 1.会应用气体实验定律和理想气体状态方程解决综合问题。 2.会判断液柱移动问题，掌握解答该类问题的方法。 3.会找到两部分气体的关系，能解决关联气体问题。 4.会利用图像对气体状态、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。 突破·关键能力 要点一气体实验定律和理想气体状态方程的综合应用 公要点归纳 应用气体实验定律和理想气体状态方程解题的一般步骤 根据题意，选出所研究的某一部分 选对象+ 一定质量气体 分别找出这部分气体状态发生变化 找参量)+ 前后的P、V、T数值或表达式（压强的 是关键) 定过程等温？等压？等容？还是P、V、T均变化？ 选用气态方程或某一实验定律列式 列方程一 求解，有时要讨论结果的合理性 )典例研习 [例1]如图所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左 管中封闭有长为L=20cm、温度t=27℃的空气柱，两管水银面相平， 水银柱足够长。已知大气压强为po75clg。现将图中的阀门S打开， 缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S,左管水银面下降了5cm。求： ·独家授权侵权必究· 品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 燃身边的互联网+教辅专家 6.1xXkCOm2 (1)保持温度不变，右侧水银面下降的高度； (2)再对空气柱缓慢加热，使两侧水银面再次相平时的温度。 解析：(1)由题意知，空气柱初始压强即为大气压强，空气柱发生等温 变化，左管水银面下降高度记为h，此时空气柱压强记为p， 屮s 根据玻意耳定律有p_0LS=p(L+h_1)S， 解得p=60cmHg， 显然小于大气压，所以左管液面高于右管液面，有 p+Δh=p0， 代入数据解得Δh=15cm， 故右侧液面下降的高度为h_1+Δh=20cm。 (2)此时空气柱长度L_1=25cm，温度T_1=300K，压强p=60cmHg， 液面再次相平时，L_2=32.5cm(液面相差15cm，粗细相同，所以一边上 升7.5cm，一边下降7.5cm正好相平)，压强为p0=75cmHg，根据理 想气体状态方程有 独家授权侵权必究_____ 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 代入数据解得T2487.5K。 答案：(1)20cm(2)487.5K [即时训练1]如图所示，质量为3m、开口竖直向下的薄壁汽缸放在水 平地面上。质量为m、横截面积为S的光滑活塞密封了一定质量的理 想气体A。竖直轻弹簧上端与活塞相连，下端固定在地面上，活塞下方 与外界相通。开始时，缸内气体的热力学温度为T1,活塞到缸底的距离 为L1,弹簧恰好处于原长。现对气体A缓慢加热。已知弹簧的劲度系 数k学(g为重力加速度大小)，大气压强po,求： (1)当汽缸恰好离开桌面时，气体A的热力学温度T2: (2)当气体A的热力学温度为1.2T2时，活塞到缸底的距离L3。 解析：(1)加热前气体A的压强为P1po婴， 设加热后弹簧的形变量为x1,以汽缸和活塞整体为研究对象，根据平 衡条件有kx1=4mg, 加热后气体A的压强为p必Po+袋学， 由理想气体状态方程有学 T2 解得T2萼T1。 (2)气体A的热力学温度从T2上升为1.2T2的过程中，气体A做等压变 化，有 (L+x)S L3S Te -12T2, ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 解得Lg36L1 答案：(1)T1 (2)6L1 要点二判断液柱移动问题的方法 要点归纳 用液柱隔开两部分气体，当气体的状态参量P、V、T发生变化时，常会 引起水银柱的移动。判断隔开两部分气体的水银柱是否移动、移动方 向的问题，一般有三种常用方法。 假设被水银柱隔开的两部分气体的体积不变，对于每部分气体， 公 利用△p买p计算△p的增量（或减量）大小判断液柱移动方向， 式 或利用等压变化结合△V=?V计算△V的增量（或减量）大小判断 法 液柱移动方向 假设水银柱不动，两部分气体均做等容变化。在pt图上作出两 图 部分气体的等容线。利用等容线求出与温度变化量△T所对应的 像 压强变化量△p,根据△p间的大小关系便可判断出水银柱的移动 法 方向 般题目都是让其中的某一个量变大或者变小，另两个跟着一起 极 变，我们就可以让这个变化量无穷大，判断出液柱在这个极限条 限 件下的状态，和初始状态相比就知道液柱怎么变化了。如温度减 法 小我们可以认为减小到绝对零度，压强增大可以认为是增大到无 穷大 )典例研习 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk