2019高中物理 第八章 气体 课时6 章末总结学案 新人教版选修3-3.doc
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1、1学案学案 6 6 章末总结章末总结一、气体实验定律和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正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键求解压强的方法:(1)在连通器内灵活选取等压面,由两侧压强相等列方程求气体压强(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)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,运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解3注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体,对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题,巧妙地选取研究对象,使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题例 1
2、如图 1 所示,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门 K.两气缸的容积均为V0,气缸中各有一个绝热活2塞(质量不同,厚度可忽略)开始时 K 关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和;左活塞在气缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体p0 3积为.现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有挤V0 4压;然后打开 K,经过一段时间,重新达到平衡已知外界温度为T0,不计活塞与气缸壁间的摩擦求:图 1(1)恒温热源的温度T;(2)重新达到平衡后,左气缸中活塞上方气体的体积Vx.解析
3、(1)设左、右活塞的质量分别为M1、M2,左、右活塞的横截面积均为S由活塞平衡可知:p0SM1gp0SM2g得M2gp0Sp0S 32 3打开阀门后,由于左边活塞上升到顶部,但对顶部无压力,所以下面的气体发生等压变化,而右侧上方气体的温度和压强均不变,所以体积仍保持V0不变,所以当下面接触温度为1 4T的恒温热源稳定后,活塞下方体积增大为(V0V0),则由等压变化:3 41 2V03 4V0 T0V034V0 T解得TT07 5(2)如图所示,当把阀门 K 打开重新达到平衡后,由于右侧上部分气体要充入左侧的上部,且由两式知M1gM2g,打开活塞后,左侧活塞降至某位置,右侧活塞升到顶端,气缸上部
4、保持温度T0等温变化,气缸下部保持温度T等温变化设左侧上方气体压强为p,由pVx,设下方气体压强为p2:pp2,解得p2pp0p0 3V0 4M1g S3所以有p2(2V0Vx)p07V0 4联立上述两个方程有 6VV0VxV0,解得VxV0,另一解VxV0,不符合题意,2x2 01 21 3舍去答案 (1)T0 (2)V07 51 2例 2 如图 2 所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一 U 形管(U 形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为 76 cm,右室容器
5、中连接有一阀门 K,可与大气相通(外界大气压等于 76 cmHg)求:图 2(1)将阀门 K 打开后,A室的体积变成多少?(2)打开阀门 K 后将容器内的气体从 300 K 分别加热到 400 K 和 540 K 时,U 形管内两边水银面的高度差各为多少?解析 (1)初始时,pA0p0gh2 atm,VA0V0 3打开阀门后,A室气体等温变化,pA1 atm,体积为VA,由玻意耳定律得pA0 VA0pAVAVAV0pA0VA0 pA2 3(2)假设打开阀门后,气体从T0300 K 升高到T时,活塞C恰好到达容器最右端,即气体体积变为V0,压强仍为p0,即等压过程根据盖吕萨克定律得V1 T1V2
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