1、本章优化总结第八章 气 体循网忆知速填速校提示：将以下备选答案前的字母填入左侧正确的位置 A.VTC(常量)Bm、VCm、TD双曲线EpVC(常量)F.pVT C(常量)或p1V1T1 p2V2T2G.pTC(常量)Hm、pI原点 气体定律与理想气体状态方程的应用1玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在 T 恒定、V 恒定、p 恒定时的特例2正确运用定律的关键在于状态参量的确定，特别是压强的确定3求解压强的方法：气体定律的适用对象是理想气体，而确定气体的始末状态的压强又常以封闭气体的物体(如液柱、活塞、汽缸等)作为力学研究对象，分析受力情况，根据研究对象所处的不同状态，运
2、用平衡的知识、牛顿定律等列式求解4对两部分(或多部分)气体相关联的问题，分别对两部分气体依据特点找出各自遵循的规律及相关联的量，写出相应的方程，最后联立求解(2015高考全国卷)如图，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关 K 关闭；A 侧空气柱的长度 l10.0 cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h3.0 cm.现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h110.0 cm 时将开关 K 关闭已知大气压强 p075.0 cmHg.(1)求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度；(2)此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧
3、的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度解析(1)以 cmHg 为压强单位设 A 侧空气柱长度 l10.0 cm时的压强为 p；当两侧水银面的高度差为 h110.0 cm 时，空气柱的长度为 l1，压强为 p1.由玻意耳定律得 plp1l1 由力学平衡条件得 pp0h 打开开关 K 放出水银的过程中，B 侧水银面处的压强始终为 p0，而 A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至 B 侧水银面低于 A 侧水银面 h1 为止由力学平衡条件有 p1p0h1 联立式，并代入题给数据得 l112.0 cm.(2)当 A、B 两侧的水银面达到同一高度时
4、，设 A 侧空气柱的长度为 l2，压强为 p2.由玻意耳定律得 plp2l2 由力学平衡条件有 p2p0 联立式，并代入题给数据得 l210.4 cm 设注入的水银在管内的长度为 h，依题意得 h2(l1l2)h1 联立式，并代入题给数据得 h13.2 cm.答案(1)12.0 cm(2)13.2 cm这类问题的处理方法：确定研究对象后，再分析初、末状态的变化若 p、V、T 三个量都发生变化，则选用pVT 常数列方程若某一个量不变，则选用合适的定律，列方程求解，在涉及两部分气体时，要注意找出两部分气体的联系，再列出联立方程1(2016高考全国卷丙)一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，
5、左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强 p075.0 cmHg.环境温度不变解析：设初始时，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左管中空气柱的压强为 p2p0，长度为 l2.活塞被下推 h 后，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左管中空气柱的压强为 p2，长度为 l2.以 cmHg 为压强单位由题给条件得 p1p0(20.05.00)cmHg l120.020.05.002cm 由玻意耳
6、定律得 p1l1p1l1 联立式和题给条件得 p1144 cmHg 答案：见解析依题意 p2p1 l24.00 cm20.05.002cmh 由玻意耳定律得 p2l2p2l2 联立式和题给条件得 h9.42 cm.水银柱移动问题的分析分析水银柱移动的方向是热学中常见的一类问题由于气体温度的变化而引起水银柱的移动，可以先假定水银柱两侧气体的体积不变，那么，由于温度的变化，必然会引起气体的压强变化，比较这两部分气体压强变化的大小，从而判断出水银柱移动的方向常采用的分析方法有如下三种：1假设法取水银柱两侧的气体为研究对象，设两侧气体分别为 A 和 B，假定这两部分气体的体积不变，对于 A 部分气体，
7、由查理定律得pATApATA，变形可得 pA TATA pA；同理，对于 B 部分气体，pB TBTB pB.再依据题中给定的条件判断水银柱的移动方向 2图象法假设水银柱两侧气体的体积不变，在 pT 图象上作出这两部分气体的等容线，利用等容线求出与温度变化量 T 所对应的压强变化量 p，根据两侧气体 p 的大小关系判断水银柱的移动方向3极限法如果在物理变化过程中，自变物理量的变化是连续的，而且因变量随自变量的变化是单调的，那么，就可以将这一物理变化过程合理地推想到理想的极限状态进行研究，这样就可以以极限状态为依据来判断相关的物理量的变化情况，使问题变得明朗，从而迅速得出结论 如图所示，两端封闭
8、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为 h 的水银柱，将管内气体分为两部分已知 l22l1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将(设原来温度相同)()A不动 B向上运动C向下运动D无法确定解析 法一：假设法 先假设管内水银柱相对玻璃管不动，即两段空气柱体积不变，用查理定律求得两气柱压强增量 p1 和 p2，进而比较压强增量的大小若 p1 p2，水银柱不会移动；若 p1 p2，水银柱向上移动；若 p1 p2，即 p1 比 p2 减小得快时，水银柱向下移动；当 p1p2，T1 T2，T1T2，所以 p1 p2，即水银柱向上移动 法二：图象法 首先在同一 pT 图线上画出两段气柱的等容图线
9、，如图所示由于两气柱在相同温度T1 下压强不同，所以它们等容线的斜率也不同，气柱 l1 的压强较大，等容线的斜率也较大从图中可以看出，当两气柱升高相同温度 T 时，其压强的增量 p1 p2，所以水银柱向上移动 法三：极限法 由于管上段气柱压强 p2 较下段气柱压强 p1 小，设想 p20，即管上部可近似为真空，于是立即得到：温度 T 升高，水银柱向上移动 假设两部分气体温度降低到 0 K，则上下两部分气体的压强均为零，故降低相同温度时水银柱下降，那么升高相同温度水银柱会上升 答案 B要判断液柱或活塞的移动方向，则需要选择好研究对象，进行受力分析，综合应用玻意耳定律、查理定律和力学规律进行推理和
10、判断2.如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且 V1V2V3，h1p0，所以药液可以全部喷出 答案 18 能对于变质量问题，直接应用气体实验定律或理想气体状态方程显然不合适，关键是如何灵活选择研究对象，将变质量问题转化为一定质量问题，可取原有气体为研究对象，也可以选择剩余气体为研究对象，始末状态参量必须对同一部分气体然后利用理想气体的状态方程，就可以确定剩余气体与“放出”或“漏掉”气体的体积、质量关系，从而确定剩余气体和原有气体间的状态变化关系3用压强为 p40 atm 的氢气钢瓶给容积为 V11 m3 的气球充气，设气球原来是真空，充气后气球内的氢气压强为 p11 atm，钢瓶内氢气压强为 p220 atm，设充气过程中温度不变，求钢瓶的容积 V.解析：法一：气球内氢气在压强为 20 atm 时的体积，由玻意耳定律得：p1V1p2V Vp1V1p2 1120m30.05 m3 即原有氢气变为 20 atm 的氢气体积为(VV)，由玻意耳定律得：pVp2(VV)V p2Vpp2200.054020m30.05 m3.法二：原有氢气变为两部分气体，压强、体积分别为：p1、V1，p2、V 由分态方程得：pVp1V1p2V V p1V1pp2 114020 m30.05 m3.答案：0.05 m3本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放