1、第十二章 热热 学学 专题强化十二 应用气体实验定律解决“三类模型”问题 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 1三大气体实验定律三大气体实验定律 (1)玻意耳定律玻意耳定律(等温变化等温变化) p1V1p2V2或或 pVC(常数常数) (2)查理定律查理定律(等容变化等容变化) p1 T1 p2 T2或 或 p T C(常数常数) (3)盖盖吕萨克定律吕萨克定律(等压变化等压变化) V1 T1 V2 T2或 或V T C(常数常数) 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 2理想气体状态方程理想气体状态方程 p1V1 T1 p2V2 T2 或或pV T C 3利用气体实验定律解决问题的基本
2、思路利用气体实验定律解决问题的基本思路 选对象：根据题意，选出所研究的某一部分一定质量气体选对象：根据题意，选出所研究的某一部分一定质量气体 找参量：分别找出这部分气体状态发生变化前后的找参量：分别找出这部分气体状态发生变化前后的 p、V、T 数值或数值或 表达式，压强的确定是关键表达式，压强的确定是关键 认过程：认清变化过程，正确选用物理规律认过程：认清变化过程，正确选用物理规律 列方程：选择实验定律列式求解，有时要讨论结果的合理性列方程：选择实验定律列式求解，有时要讨论结果的合理性 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 一一、“玻璃管液封玻璃管液封”模型模型 求液柱封闭的气体压强时求液柱
3、封闭的气体压强时，一般以液片或液柱为研究对象分析受一般以液片或液柱为研究对象分析受 力力、列平衡方程列平衡方程，要注意：要注意： (1)液体因重力产生的压强大小为液体因重力产生的压强大小为pgh(其中其中h为液面的竖直高为液面的竖直高 度度)； (2)不要漏掉大气压强不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力； (3)有时可直接应用连通器原理有时可直接应用连通器原理连通器内静止的液体连通器内静止的液体，同种液体同种液体 在同一水平面上各处压强相等；在同一水平面上各处压强相等； (4)当液体为水银时当液体为水银时，可灵活应用压强单位可灵活应用压强单位
4、“cmHg”等等，使计算过程使计算过程 简捷简捷 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 (2019 全国卷全国卷)如图如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放一粗细均匀的细管开口向上竖直放 置置，管内有一段高度为管内有一段高度为2.0 cm的水银柱的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想水银柱下密封了一定量的理想 气体气体，水银柱上表面到管口的距离为水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置若将细管倒置，水银柱下水银柱下 表面恰好位于管口处表面恰好位于管口处，且无水银滴落且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同管内气体温度与环境温度相同。 已知大气压强为已知大气压强为76 cmHg，环境温
5、度为环境温度为296 K。 例例1 (1)求细管的长度；求细管的长度； (2)若在倒置前若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体缓慢加热管内被密封的气体，直到直到 水银柱的上表面恰好与管口平齐为止水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体求此时密封气体 的温度的温度。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 (1)设细管的长度为设细管的长度为L，横截面的面积为横截面的面积为S，水银柱高度为水银柱高度为 h；初始时；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为被密封气体的体积为 V，压强为压强为p；细管倒置时；细管倒置时，气体体积为气体体积
6、为V1，压强为压强为p1。由玻意耳定律有由玻意耳定律有 pVp1V1 由力的平衡条件有由力的平衡条件有 pp0gh p1p0gh 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 式中式中，、g分别为水银的密度和重力加速度的大小分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压为大气压 强强。由题意有由题意有 VS(Lh1h) V1S(Lh) 由由式和题给条件得式和题给条件得 L41 cm。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 答案答案 (1)41 cm (2)312 K (2)设气体被加热前后的温度分别为设气体被加热前后的温度分别为 T0和和 T，由盖，由盖吕萨克定律有吕萨克定律有 V T0 V1
7、T 由由式和题给数据得式和题给数据得 T312 K。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 变式训练变式训练1如图所示如图所示，粗细均匀的薄壁粗细均匀的薄壁U形玻形玻 璃管竖直放置璃管竖直放置，导热良好导热良好，左管上端封闭左管上端封闭，封口处有段封口处有段 水银柱水银柱1，右管上端开口且足够长右管上端开口且足够长，另有两段水银柱另有两段水银柱2、 3封闭了封闭了A、B两部分理想气体两部分理想气体，外界大气压强恒为外界大气压强恒为p0 75 cmHg。开始时开始时。三段水银柱长均三段水银柱长均10 cm，A气柱长为气柱长为 20 cm，B气柱长为气柱长为10 cm，气柱气柱A和水银柱和水银柱
8、2各有一半长各有一半长 度在水平部分度在水平部分，现保持环境温度不变现保持环境温度不变，在右管中缓慢注在右管中缓慢注 入水银入水银，使水银柱使水银柱2在竖直管中的水银刚好全部压入水在竖直管中的水银刚好全部压入水 平管中平管中。求求： 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 (1)在右管中注入水银前在右管中注入水银前，水银柱水银柱1对玻璃管封口的压强；对玻璃管封口的压强； (2)水银柱水银柱2在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中时在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中时，注入右管注入右管 中水银柱的长度中水银柱的长度。 答案答案 (1)80 cmHg (2)35 cm 高考一轮总复习 物理 第十二
9、章 热 学 解析解析 (1)气柱气柱 B 的压强为：的压强为：pBp0h85 cmHg 根据同一深度压强相等，有：根据同一深度压强相等，有：pApBh 2 解得：解得：pA90 cmHg 则水银柱则水银柱 1 对玻璃管封口的压强为：对玻璃管封口的压强为： ppAh80 cmHg； 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 (2)对气柱对气柱A为研究对象为研究对象，由玻意耳定律得：由玻意耳定律得： pALASpALAS 解得：解得：pA120 cmHg 设注入的水银柱长度为设注入的水银柱长度为x，有：有： pAp0(xh)cmHg 解得：解得：x35 cm。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学
10、 二二、“汽缸活塞类汽缸活塞类”模型模型 1气体系统处于平衡状态气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平需综合应用气体实验定律和物体的平 衡条件解题衡条件解题。 2气体系统处于力学非平衡状态气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和需要综合应用气体实验定律和 牛顿运动定律解题牛顿运动定律解题。 3两个或多个汽缸封闭着几部分气体两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的并且汽缸之间相互关联的 问题问题，解答时应分别研究各部分气体解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律找出它们各自遵循的规律，并写并写 出相应的方程出相应的方程，还要写出各部分气体之间
11、压强或体积的关系式还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联最后联 立求解立求解。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 (2019 全国卷全国卷)如图如图，一容器由横截面积分别为一容器由横截面积分别为2S和和S的两的两 个汽缸连通而成个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑汽缸内壁光滑。整个容器被整个容器被 通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气分别充有氢气、空气和氮气空气和氮气。 平衡时平衡时，氮气的压强和体积分别为氮气的压强和体积分别为p0和和V0，氢气的体积为氢气的体积为2V0，空气的压空气的压 强为强为
12、p。现缓慢地将中部的空气全部抽出现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温抽气过程中氢气和氮气的温 度保持不变度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处活塞没有到达两汽缸的连接处，求求 (1)抽气前氢气的压强；抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积抽气后氢气的压强和体积。 例例2 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 (1)设抽气前氢气的压强为设抽气前氢气的压强为 p10，根据力的平衡条件得，根据力的平衡条件得(p10 p) 2 S(p0p) S 得得 p101 2(p0 p)。 (2)设抽气后氢气的压强和体积分别为设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1和和 V1，
13、 氮气的压强和体积分， 氮气的压强和体积分 别为别为 p2和和 V2。根据力的平衡条件有。根据力的平衡条件有 p2 Sp1 2S 由玻意耳定律得由玻意耳定律得 p1V1p10 2V0 p2V2p0V0 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 由于两活塞用刚性杆连接，故由于两活塞用刚性杆连接，故 V12V02(V0V2) 联立联立式解得式解得 p11 2p0 1 4p V14 p 0 p V0 2p0p 。 答案答案 (1)1 2(p0 p) (2)1 2p0 1 4p 4 p0p V0 2p0p 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 变式训练变式训练2(2018 全国卷全国卷)如图如图，一竖
14、直放一竖直放 置的汽缸上端开口置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口汽缸壁内有卡口a和和b，a、b间间 距为距为h，a距缸底的高度为距缸底的高度为H；活塞只能在；活塞只能在a、b间移间移 动动，其下方密封有一定质量的理想气体其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞已知活塞 质量为质量为m，面积为面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均厚度可忽略；活塞和汽缸壁均 绝热绝热，不计它们之间的摩擦不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于开始时活塞处于静止静止 状态状态，上上、下方气体压强均为下方气体压强均为p0，温度均为温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽现用电热丝缓慢加热汽 缸中的气体缸中的气体，直至活塞刚好到达直至
15、活塞刚好到达b处处。求此时汽缸内气体的温度以及在求此时汽缸内气体的温度以及在 此过程中气体对外所做的功此过程中气体对外所做的功。(重力加速度大小为重力加速度大小为g) 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 答案答案 1 h H 1 mg p0S T0 (p0Smg)h 解析解析 开始时活塞位于开始时活塞位于 a 处， 加热后， 汽缸中的气体先经历等容过处， 加热后， 汽缸中的气体先经历等容过 程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为 T1，压强为，压强为 p1，根，根 据查理定律有据查理定律有 p0 T0 p1 T1 根据力的平衡条件有根据
16、力的平衡条件有 p1Sp0Smg 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 联立联立式可得式可得 T1 1 mg p0S T0 此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达好到达 b 处，设此处，设此 时汽缸中气体的温度为时汽缸中气体的温度为 T2； 活塞位于； 活塞位于 a 处和处和 b 处时气体的体积分别为处时气体的体积分别为 V1 和和 V2。根据盖。根据盖吕萨克定律有吕萨克定律有 V1 T1 V2 T2 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 式中式中 V1SH V2S(Hh) 联立联立式解得式解得 T2 1 h H 1 mg p0S T0
17、从开始加热到活塞到达从开始加热到活塞到达 b 处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为 W(p0Smg)h。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 三三、“变质量气体变质量气体”模型模型 气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气 体体，但在实际问题中但在实际问题中，常遇到气体的常遇到气体的“变质量变质量”问题；气体的问题；气体的“变质变质 量量”问题问题，可以通过巧妙地选择合适的研究对象可以通过巧妙地选择合适的研究对象，把把“变质量变质量”问题转问题转 化为化为“定质量定质量”的问题的
18、问题，从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方 程求解程求解，常见以下四种类型：常见以下四种类型： 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 1充气充气(打气打气)问题问题 在充气在充气(打气打气)时时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究 对象时对象时，这些气体的质量是不变的这些气体的质量是不变的。这样这样，可将可将“变质量变质量”的问题转化的问题转化 成成“定质量定质量”问题问题。 2抽气问题抽气问题 在对容器抽气的过程中在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言对每一次抽气而言，气体质量发生变化气体质量发生
19、变化， 解决该类变质量问题的方法与充气解决该类变质量问题的方法与充气(打气打气)问题类似：假设把每次抽出的问题类似：假设把每次抽出的 气体包含在气体变化的始末状态中气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把即用等效法把“变质量变质量”问题转化问题转化 为为“定质量定质量”的问题的问题。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 3灌气灌气(气体分装气体分装)问题问题 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 题题，分析这类问题时分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作可以把大容器中的气体和多个小容器中的气
20、体作 为一个整体来进行研究为一个整体来进行研究，即可将即可将“变质量变质量”问题转化为问题转化为“定质量定质量”问问 题题。 4漏气问题漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题属于变质量问题，如果如果 选容器内剩余气体和漏掉的气体作为整体为研究对象选容器内剩余气体和漏掉的气体作为整体为研究对象，便可使便可使“变质变质 量量”转化成转化成“定质量定质量”问题问题。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 (2019 全国卷全国卷，33(2)热等静压设备广泛应用于材料加工热等静压设备广泛应用于材料加工 中中。该设备工作时该设备工作时，先在室
21、温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真 空的炉腔中空的炉腔中，然后炉腔升温然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料 加工处理加工处理，改善其性能改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料 后剩余的容积为后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将在室温下用压缩机将10瓶氩气瓶氩气 压入到炉腔中压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为已知每瓶氩气的容积为3.210 2 m3， ，使用前瓶中气体使用前瓶中气体 压强为压强为1.5107
22、Pa，使用后瓶中剩余气体压强为使用后瓶中剩余气体压强为 2.0106 Pa；室温温度；室温温度 为为 27 。氩气可视为理想气体氩气可视为理想气体。 (1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； (2)将压入氩气后的炉腔加热到将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ，求此时炉腔中气体的压求此时炉腔中气体的压 强强。 例例3 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 (1)设初始时每瓶气体的体积为设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为压强为p0；使用后气瓶；使用后气瓶 中剩余气体的压强为中剩余气体的压强为p1。假设体积为假设体积为V0、压强为压强为p0的气
23、体压强变为的气体压强变为p1 时时，其体积膨胀为其体积膨胀为V1。由玻意耳定律由玻意耳定律 p0V0p1V1 被压入炉腔的气体在室温和被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为条件下的体积为 V1V1V0 设设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为体积为V2。由玻意由玻意 耳定律耳定律 p2V210p1V1 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 p23.2107 Pa。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 答案答案 (1)3.2107 Pa (2)1.6108 Pa (2)设加热前炉腔的温度为设加热前炉腔的温度为 T0，加热后炉腔温度为
24、，加热后炉腔温度为 T1，气体压强为，气体压强为 p3。由查理定律。由查理定律 p3 T1 p2 T0 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 p31.6108 Pa。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 变式训练变式训练3(2021 广东省茂名市模拟广东省茂名市模拟)一位消防员在火灾现场发一位消防员在火灾现场发 现一个容积为现一个容积为V0的废弃的氧气罐的废弃的氧气罐(认为容积不变认为容积不变)，经检测经检测，内部封闭气内部封闭气 体压强为体压强为1.2 p0(p0为为1个标准大气压个标准大气压)。为了消除安全隐患为了消除安全隐患，消防队员拟用消防队员拟用 下面两种处理方案：下面两
25、种处理方案： (1)冷却法：经过合理冷却冷却法：经过合理冷却，使罐内气体温度降为使罐内气体温度降为27，此时气体压此时气体压 强降为强降为p0，求氧气罐内气体原来的温度是多少摄氏度求氧气罐内气体原来的温度是多少摄氏度？ (2)放气法：保持罐内气体温度不变放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体缓慢地放出一部分气体，使罐使罐 内气体压强降为内气体压强降为p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值。 答案答案 (1)87 (2)5 6 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 (1)对气体由查理对气体由查理定律有定律有 p0 T0
26、p1 T1，解得 ，解得 T1p1 p0T0 360 K， 气体原来温度为气体原来温度为 t(360273)87 。 (2)假设将放出的气体先收集起来，并保持压强与氧气罐内相同，以假设将放出的气体先收集起来，并保持压强与氧气罐内相同，以 全部气体为研究对象，由气体的玻意耳定律有全部气体为研究对象，由气体的玻意耳定律有 p1V0p0V， 解得解得 Vp1 p0V0 1.2 V0， 则剩余气体与原来气体的质量比为则剩余气体与原来气体的质量比为m 剩剩 m总 总 V0 V 5 6。 。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 专题专题强化训练强化训练 1(2020 课课标标，33(2)甲、乙两个储气
27、罐储存有同种气体甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为可视为 理想气体理想气体)。甲罐的容积为。甲罐的容积为 V，罐中气体的压强为，罐中气体的压强为 p；乙罐的容积为；乙罐的容积为 2 V， 罐中气体的压强为罐中气体的压强为1 2p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配 。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。求调配后罐中气体的压强相等。求调配后 ()两罐中气体的压强；两罐中气体的压强； ()甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。甲
28、罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 【思路点拨】【思路点拨】 答案答案 ()2 3p ( )2 3 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 本题考查气体变质量问题。本题考查气体变质量问题。 ()假设乙罐中的气体被压缩到压强为假设乙罐中的气体被压缩到压强为 p， 其体积变为， 其体积变为 V1， 由玻意耳， 由玻意耳 定律有定律有1 2p(2V) pV1 现两罐气体压强均为现两罐气体压强均为 p，总体积为，总体积为(VV1)。设调配后两罐中气体的。设调配后两罐中气体的 压强为压强为 p，由玻意耳定律有，由玻意耳定律有 p(VV1)p(V2
29、V) 联立联立式可得式可得 p2 3p。 。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 ()若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强 p 时， 体积为时， 体积为 V2， 由玻意耳定律有由玻意耳定律有 pVpV2 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为 k，由，由 密度的定义有密度的定义有 kV2 V 联立联立式可得式可得 k2 3。 。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 2(2020 全国全国理综理综，33(2)潜水钟是一潜水钟是一 种水下救生设备种水下救生设备。它是一个底部开口它是
30、一个底部开口、上部上部 封闭的容器封闭的容器，外形与钟相似外形与钟相似。潜水钟在水下潜水钟在水下 时其内部上方空间里存有空气时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水以满足潜水 员水下避险的需要员水下避险的需要。为计算方便为计算方便，将潜水钟将潜水钟 简化为截面积为简化为截面积为S、高度为高度为h、开口向下的圆开口向下的圆 筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下 吊放至深度为吊放至深度为H的水下的水下，如图所示如图所示。已知水的已知水的 密度为密度为，重力加速度大小为重力加速度大小为g，大气压强为大气压强为 p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度忽略温度的变
31、化和水密度随深度 的变化的变化。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 ()求进入圆筒内水的高度求进入圆筒内水的高度l； ()保持保持H不变不变，压入空气使筒内的水全部排出压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在求压入的空气在 其压强为其压强为p0时的体积时的体积。 答案答案 () gH p0gHh ( )gSHh p0 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 本题考查玻意耳定律和气体变质量问题。本题考查玻意耳定律和气体变质量问题。 ()设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为体的体积分别为 V0 和和V1， 放入水下后筒内气体的
32、压强为， 放入水下后筒内气体的压强为 p1， 由玻意耳定律和题给条件有， 由玻意耳定律和题给条件有 p1V1 p0V0 V0hS V1(hl)S p1p0g(Hl) 联立以上各式并考虑到联立以上各式并考虑到 Hhl，解得，解得 l gH p0gHh。 。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 ()设水全部排出后筒内气体的压强为设水全部排出后筒内气体的压强为 p2，此时筒内气体的体积为，此时筒内气体的体积为 V0，这些气体在其压强为，这些气体在其压强为 p0时的体积为时的体积为 V3，由玻意耳定律有，由玻意耳定律有 p2V0p0V3 其中其中 p2p0gH 设需压入筒内的气体体积为设需压入筒内
33、的气体体积为 V，依题意，依题意 VV3V0 联立联立式得式得 VgSHh p0 。 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 3(2020 全国全国理综理综，33(2)如图如图，两侧粗细均匀两侧粗细均匀、横截面积相横截面积相 等等、高度均为高度均为H18 cm的的U形管形管，左管上端封闭左管上端封闭，右管上端开口右管上端开口。右管右管 中有高中有高h04 cm的水银柱的水银柱，水银柱上表面离管口的距离水银柱上表面离管口的距离l12 cm。管底管底 水平段的体积可忽略水平段的体积可忽略。环境温度为环境温度为T1283 K，大气压强大气压强p076 cmHg。 ()现从右侧端口缓慢注入水银现从右侧
34、端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙与原水银柱之间无气隙)，恰好使水恰好使水 银柱下端到达右管底部银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少此时水银柱的高度为多少？ ()再将左管中密封气体缓慢加热再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表使水银柱上表面恰面恰 与与右管口平齐右管口平齐，此时密封气体的温度为多少此时密封气体的温度为多少？ 答案答案 ()12.9 cm ()363 K 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 解析解析 本题考查气体实验定律在液柱模型中的应用本题考查气体实验定律在液柱模型中的应用。 ()设密封气体初始体积为设密封气体初始体积为V1，压强为压强为p1，左左、右管的横截
35、面积均右管的横截面积均 为为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为压强变为p2。由玻意耳由玻意耳 定律定律有有p1V1p2V2 设注入水银后水银柱高度为设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为水银的密度为，按题设条件有按题设条件有 p1p0gh0 p2p0gh V1(2Hlh0)S，V2HS 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 h12.9 cm 高考一轮总复习 物理 第十二章 热 学 ()密封气体再经等压膨胀过程体积变为密封气体再经等压膨胀过程体积变为 V3，温度变为，温度变为 T2，由盖，由盖 吕萨克定律有吕萨克定律有 V2 T1 V3 T2 按题设条件有按题设条件有 V3(2Hh)S 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 T2363 K。 谢谢观看
