第二章微专题：气体变质量问题 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

专题：气体变质量问题 通过充气、漏气、抽气、气体分装等实际问题分析，学会变质量气体问题的处理方法。 变质量问题 定质量问题 核心： （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，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，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。 变质量问题 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研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化问题。 练习：用打气筒将压强为P0=1atm的空气打进自行车轮胎内，如果每次打入空气体积V0=500cm3，轮胎的容积为V=3L，原来压强P=1.5atm。现要使轮胎内压强变为P/=4atm，若用这个打气筒给自行车轮胎打气，则要打气次数为（ ） A.10 B.15 C.20 D.25 B 充气问题 容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象 如果打气时每一次打入的空气质量、体积和压强不相同： 例如：将若干部分(p1，V1，m1)、(p2，V2，m2)、…、(pn、Vn、mn)，合并成(p，V，m)的一部分， 满足: m1＋m2＋…＋mn＝m，PV=nRT p1V1＋p2V2＋…＋pnVn＝pV 充气问题 B 气体分装问题 练习：容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L的小瓶中去(小瓶子已抽成真空)．分装完成后，每个小钢瓶的压强p′＝2 atm.在分装过程中无漏气现象，且温度不变，那么最多可能装的瓶数是(　　) A．4瓶　　B．50瓶 C．56瓶 D．60瓶 C 分装气体就是充气的逆过程，解决方法与充气相同。 pV＝n p′V′ pV＝p′(V＋nV′) 变式.氧气瓶的容积是40 L，瓶内氧气的压强是130 atm，规定瓶内氧气压强降到10 atm时就要重新充氧.有一个车间，每天需要用1 atm的氧气400 L，一瓶氧气能用几天？(假定温度不变，氧气可视为理想气体) 答案　12 气体分装问题 典例:用容积为∆V的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气。设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变。求抽气机的活塞抽动n次后，容器中剩余气体的压强Pn为多大？ V0 b a ∆V 解：第一次抽气: 第二次抽气: 第n次抽气: 抽气问题 将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象 变式训练:恒温室内有容积为V=100L的储气钢瓶，钢瓶中装有压强为P0气体，现使用两种方式抽取钢瓶中气体，第一种方式使用大抽气机，一次缓慢抽取V1=10L气体，第二种方式使用小抽气机，缓慢抽两次，每次抽取V2=5L气体. 求： (1)第一种方式抽气后钢瓶内气体的压强P1 (2)第二种方式抽气后钢瓶内气体的压强P2 解：(1)由P0V=P1(V+V1) 解得 (2)第一次抽气，由P0V=P2/(V+V2)解得 第二次抽气，由P2/V=P2(V+V2) 解得 抽气问题 一容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，现容器中的空气质量是原来质量的多少倍呢？ 27℃ 127℃ 分析：图中容器上有一个小口，与外界大气相通，说明容器内外压强始终相同，可以看作是等压变化。 初态： T1=27+273=300K V1=V 末态： V2=？ 等压变化，根据 T2=127+273=400K 漏气问题 练习：（2020高考全国）甲、乙两个储气罐储存有同种气体。甲罐容积为V，罐中气体压强为P；乙罐的容积为2V，罐中气体压强为0.5P。现通过连接两罐的细管把甲罐中部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且保持不变，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。 解：（1）由玻意耳定律，PV+0.5P·2V=P/3V 解得 两罐中气体的压强相等为 (2)甲罐气体漏气，压强变为 解得 练习：（2020高考全国）甲、乙两个储气罐储存有同种气体。甲罐容积为V，罐中气体压强为P；乙罐的容积为2V，罐中气体压强为0.5P。现通过连接