2024届高考物理一轮复习讲义：热学专题（七）气体实验定律的综合应用--变质量问题

变质量问题 1、 变质量问题的求解方法 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。 1.充气问题：在充气时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时，这些气体的质量是不变的。这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。 2.抽气问题：在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。 3.灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，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作为一个整体来进行研究，即可将“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，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”转化成“定质量”问题。 5.也可以利用pV＝nRT来处理有关变质量问题。 二、针对练习 1、高血压是最常见的心血管疾病之一，也是导致脑卒中、冠心病、心力衰竭等疾病的重要危险因素。某人某次用如图所示的水银血压计测量血压时，先向袖带内充入气体，充气后袖带内的气体体积为、压强为，然后缓慢放气，当袖带内气体体积变为时，气体的压强刚好与大气压强相等。设大气压强为，放气过程中温度保持不变。 （1）简要说明缓慢放气过程中袖带内气体是吸热还是放热； （2）求袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比。 2、一个篮球的容积是2.5 L，用打气筒给篮球打气时，每次把105 Pa的空气打进去125 cm3. 如果在打气前篮球内的空气压强也是105 Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？ (设打气过程中气体温度不变) 3、农村用来喷洒农药的小型压缩喷雾器如图所示，贮液桶A装入体积为的药液，盖紧桶盖并关闭阀门K，用打气筒B每次打入压强为的空气的体积为，按压25次打气筒，贮液桶药液上方的空气压强为，假设此过程空气的温度恒为，大气的压强为。 （1）求贮液桶药液上方空气的体积及打入的空气质量与贮液桶药液上方原来的空气质量的比值； （2）打开阀门K喷洒药液，当药液不能喷洒时，假设贮液桶药液上方的空气温度为，则贮液桶内还剩多少体积的药液？    4、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，罐中气体的压强为；乙罐的容积为，罐中气体的压强为. 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. 5、某同学设计了一个活塞式抽气机对容积为V0的容器进行抽气，如图所示，a、b为单向阀门，容器内的初始压强为大气压强p0，活塞式抽气机的容积为V0，活塞的横截面积为S，不计活塞的重力，抽气过程中气体温度不变。 （i）对于第一次抽气，活塞上提，求手对活塞的最大拉力； （ii）求抽气10次后，容器中剩余气体的压强为多少。 6、2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服有一定伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。王亚平先在节点舱（出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服内密闭气体的体积约为V1=2L，压强p1=5.0×104Pa，温度t1=27℃。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。 （1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到V2=2.5L，温度变为t2=-3℃，求此时航天服内气体压强p2； （2）为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到p3=3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为V3=2L，求航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比。 7、如图所示，、是两只容积为的容器，是用活塞密封的气筒，它的工作体积为，与、通过两只单向进气阀、相连，当气筒抽气时打开、关闭，当气筒打气时打开、关闭，最初、两容器内气体的压强均为大气压强，活塞位于气筒的最右侧. （气筒与容器间连接处的体积不计，气体温度保持不变)，求： (1)以工作体积完成第一次抽气结束后气筒内气体的压强； (2)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后，、容器内的气体压强之比. 8、在疫情过程中需要大量的氧气。医用氧气钢瓶储存在温度为的冷库中，体积为，压强为，现将其分装成体积为、压强为的小钢瓶，分装前小钢瓶内部可视为真空，要求大钢瓶内氧气的压强降为时停止分装，分装过程氧气温度可视为不