第二章 微专题2 气体的变质量问题-【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·知名教捕·正版资源 量b2 xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 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 ②要点归纳 1.常见变质量问题 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，以便用气体实验定律求解未知量。 (1)充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的变质量的气 体问题。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。 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，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。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成整体来作 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，不能用相关方程求解。如果选漏出的气体和容器内剩余气体为 *独家授权侵权必究· 学科网书城国 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 研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，再用相关方程 求解即可。 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)利用理想气体的状态方程的推广形式。 根据兴C可得兴兴兴…学，可用于分析气体的分与合的问题。 (3)利用密度方程 根据兴学，结合V男，可得品异，等温变化可得会器，等压变 化可得pT1=p2I2,这些公式既可用于定质量问题也可用于变质量问 题。 公典例研习 [例题]（②022·山东日照月考）如图所示为一体积不变的绝热容器： 现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体， 然后关闭阀门。开始时容器中气体的温度为t。7℃。现通过容器内 的电阻丝（未画出）对封闭气体加热，使封闭气体的温度升高40℃且 保持不变，轻启阀门使容器中的气体缓慢漏出，当容器中气体的压强 再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体的质 量之比为(D) 排气孔 A.3:4 B.5:6 C.6:7D.7:8 ·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 驱身边的互联网+教辅专家 解析：方法一变质量转化为定质量由题意可知气体的加热过程为 等容变化，To=(273+7)K=280K，T_1=(280+40)K=320K，由查理定律得 中，则p_r3p；打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的容积 为V_0，假设用一个无形的袋子把漏出的气体和容器中剩余的气体装在 一起，气体的总体积为V，由玻意耳定律得p_lV_0=p_oV，解得V=号v_0；当容 器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量 与原来气体质量之比带-v^2=3，故D正确，A、B、C错误。 方法二应用密度方程设打开排气阀门前和打开阀门后气体的密 度分别为ρ0ρ1，由盖-吕萨克定律可得ρ_6T_0=ρ1T_1，故同号，设容 器的容积为V_0ω剩余气体与原来气体的质量之比为子，故D正 确。 [即时训练](2022·河北唐山期末)如图所示为一个带有阀门K、容 积为2dm^3的容器(容积不可改变)，先打开阀门让其与大气连通，再用 打气筒向里面打气，打气筒活塞每次可以打进1×105Pa、200cm^3的 空气，忽略打气和用气时气体的温度变化。(设外界大气的压强p_0=1.0 ×10^5Pa) __ ┐FK (1)若要使气体压强增大到5.0×105Pa，应打多少次气? ______独家授权侵权必究__ 学科网书城 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 (2)若上述容器中装的是5.0×105Pa的氧气，现用它给容积为0.7 dm3的真空瓶充气，使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105Pa, 则可充满多少瓶？ 解析：(1)设需要打气n次，因每次打入的气体相同，故可视n次打入的 气体一次性打入，则气体的初状态p11.0×105Pa,V1=Vo+n△V, 末状态p25.0×105Pa,V2Vo, 其中Vo2dm3,△V-0.2dm3, 由玻意耳定律pV1p2V2, 代入数据解得n=40。 (2)设气压为p32.0×105Pa时氧气的体积为V3, 由玻意耳定律有p2V2psV3, 代入数据解得V3-5d㎡： 真空瓶的容积为V瓶0.7dm3, 因兴-4号，放可