1、专题四应用理想气体状态方程专题四应用理想气体状态方程处理图象及变质量问题处理图象及变质量问题一、气体图象问题一、气体图象问题1利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，同质量、不同体积的两条等容线，同质的两条等温线，同质量、不同体积的两条等容线，同质量、不同压强的两条等压线的关系量、不同压强的两条等压线的关系例如：在图例如：在图1甲中，甲中，V1对应虚线为等容线，对应虚线为等容线，A、B分别是虚分别是虚线与线与T2、T1 两线的交点，可以认为从两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压状态通过等容升压到到A状态，温度必然升高
2、，所以状态，温度必然升高，所以T2T1.复习过关复习过关1一定质量的理想气体经过一系列过程，如图一定质量的理想气体经过一系列过程，如图2所示下列说所示下列说法中正确的是法中正确的是()Aca过程中，气体压强增大，体积变小过程中，气体压强增大，体积变小Bca过程中，气体压强增大，体积变大过程中，气体压强增大，体积变大Cab过程中，气体体积增大，压强减小过程中，气体体积增大，压强减小Dbc过程中，气体压强不变，体积增大过程中，气体压强不变，体积增大答案答案C2一定质量的理想气体，从状态一定质量的理想气体，从状态A经过状态经过状态B变化到状态变化到状态C，如图如图3所示，图中所示，图中BC是平行于横
3、轴的直线，已知气体在状是平行于横轴的直线，已知气体在状态态A时的体积为时的体积为VA0.2 m3.(1)从状态从状态A到状态到状态B，气体的内能如何变化？，气体的内能如何变化？(2)求气体在状态求气体在状态B时的压强时的压强pB(3)求气体在状态求气体在状态C时的体积时的体积VC答案答案(1)气体内能增加气体内能增加(2)1.33106 Pa(3)0.25 m33一定质量的理想气体，在状态变化过程中的一定质量的理想气体，在状态变化过程中的pT图象如图图象如图4所示在所示在A状态时的体积为状态时的体积为V0，试画出对应的，试画出对应的VT图象和图象和pT图象图象答案答案见解析图见解析图4如图如图
4、5所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，之间运动，B左面汽缸的容积为左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为之间的容积为0.1V0，开始时活，开始时活塞在塞在B处，缸内气体的压强为处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强为大气压强)，温度为，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K求：求：(1)活塞刚离开活塞刚离开B处时的温度处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强缸内气体最后的压强p3；(3)在图中画出整个
5、过程的在图中画出整个过程的pV图线图线答案答案(1)330 K(2)1.1p0(3)见解析图见解析图(3)如图所示，封闭气体由状态如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压保持体积不变，温度升高，压强增大到强增大到p2p0达到状态达到状态2，再由状态，再由状态2先做等压变化，温度升先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达后再等容升温，使压强达到到1.1p0.二、气体变质量问题二、气体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
6、问题，用相关规律象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用相关规律求解求解1充气问题充气问题向球、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定质量问题2抽气问题抽气问题分析从容器内抽气问题时，将每次抽气过程中抽出的气体分析从容器内抽气问题时，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和剩余气体作为研究对象，
7、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化的问题转化为定质量问题3分装问题分装问题分析一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题时，分析一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题时，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容器内剩余气体为研究题，不能用相关方程求解如果选容器内剩余气体为研究对象，
8、便可使问题变成一定质量的气体状态变化，再用相对象，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关方程求解即可复习过关复习过关5(多选多选)在室内，将装有在室内，将装有5 atm的的6 L气体的容器的阀门打开气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强设室内大气压强p01 atm)()A5 atm,3 LB1 atm,24 LC5 atm,4.8 LD1 atm,30 L答案答案BC解析解析当气体从阀门跑出时，温度不变，所以当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1p2V2，当，当p21 atm时，得时，得V230 L，逸出气体，逸出
9、气体30 L6 L24 L，B正确；据正确；据p2(V2V1)p1V1得得V14.8 L，所以逸，所以逸出的气体相当于出的气体相当于5 atm下的下的4.8 L气体，气体，C正确正确6钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1 L气体，共气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取3 L气体，气体，这两种抽法中，抽取气体质量较多的是这两种抽法中，抽取气体质量较多的是()A第一种抽法第一种抽法B第二种抽法第二种
10、抽法C两种抽法抽出气体质量一样多两种抽法抽出气体质量一样多D无法判断无法判断答案答案A7空气压缩机的储气罐中储有空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气的空气6.0 L，现再充入，现再充入1.0 atm的空气的空气9.0 L设充气过程为等温过程，空气可看做设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()A2.5 atmB2.0 atmC1.5 atmD1.0 atm答案答案A解析解析p1V1p2V2pV(其中其中V1V)代入数据解得代入数据解得p2.5 atm，故，故A正确正确8活塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的，已知活
11、塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的，已知某贮气罐的容积为某贮气罐的容积为V0，气泵气筒的容积为，气泵气筒的容积为V，设抽气过程，设抽气过程中温度不变，贮气罐内气体原来压强是中温度不变，贮气罐内气体原来压强是p0，抽气，抽气2次后，贮次后，贮气罐内气体压强变为多少？气罐内气体压强变为多少？9一氧气瓶的容积为一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为，开始时瓶中氧气的压强为20个个大气压。某实验室每天消耗大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气个大气压的氧气0.36 m3，当，当氧气瓶中的压强降低到氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天？用多少天？答案答案4天天解析解析设氧气开始时的压强为设氧气开始时的压强为p1，体积为，体积为V1，压强变为，压强变为p2(2个大气压个大气压)时，体积为时，体积为V2，根据玻意耳定律得，根据玻意耳定律得p1V1p2V2
