2019届高三物理一轮复习课件 13-3气体实验定律

(1)管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强； (2)将玻璃管缓慢上提多少距离后， 管内水银柱与玻璃管的顶端 间弹力恰好为零？
[解析]
(1)对管内水银柱受力分析知
pS＋ρghS＝p0S， 故管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强 p＝25 cmHg. (2)玻璃管缓慢上提的过程，管内气体体积增大，压强减小，管 内水银柱与玻璃管的顶端间弹力减小，当弹力减小为零时，气体压 强 p2＝50 cmHg，又 p1＝p0＝75 cmHg， 由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2， 解得管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力刚好为零时气柱长度 L2＝72 cm.
(1)将阀门 K 打开后，A 室的体积变成多大？ (2)在(1)的情况下，将容器加热到 500 K，U 形管内两边水银面 的高度差为多少？
[解析]
(1)打开阀门，A 室内气体压强最终会与外界相同，气
体做等温变化． 1 pA1＝(76＋76) cmHg，体积 VA1＝ V0 3 pA2＝76 cmHg 由玻意耳定律得：pA1VA1＝pA2VA2 2 代入数据解得 VA1＝ V0. 3 (2)从 T0＝300 K 升高到 T，体积变为 V0，压强为 pA1，气体做 VA1 V0 等压变化，由盖—吕萨克定律得： ＝ T T0
[答案] (1)3 kg (2)360 K
题型 3
气体实验定律的综合应用
[典例 3] 如图所示，一定质量的理想气体密封在体积为 V0 的 容器中， 室温为 T0＝300 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， B 室容器连接有一阀门 K，可与大气相通．(外界大气压强 p0＝76 cmHg)
选考部分
[第十三章]
热
学
第 3讲
气体实验定律
[研讨课]
[考纲解读 ] 题．
1.熟练掌握气体实验定律，并能解决较复杂的问
2.理Hale Waihona Puke Baidu理想气体状态方程并能解决相关问题．
突破 1．气体实验定律
气体实验定律的应用
2.理想气体状态方程与气体实验定律的关系 温度不变：p1V1＝p2V2玻意耳定律 p p p1V1 p2V2体积不变： 1 ＝ 2 查理定律 T1 T2 ＝ T1 T2 V V 压强不变： 1＝ 2盖—吕萨克定律 T1 T2 3．两个重要的推论 p1 (1)查理定律的推论：Δp＝ ΔT. T1 V1 (2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝ ΔT. T1
又因为 p2＝50 cmHg， 故管内下端水银面上升 Δh＝75 cm－50 cm＝25 cm， 而空气柱长度增加 ΔL＝72 cm－48 cm＝24 cm， 故玻璃管上提距离 Δx＝Δh＋ΔL＝49 cm.
[答案] (1)25 cmHg (2)49 cm
题型 2 等压变化——盖—吕萨克定律的应用 [典例 2] (2018· 江西南昌二模)如图所示，两端开口的汽缸水
题型 1 [典例 1]
等温变化——玻意耳定律的应用 (2018· 湖北部分重点中学联考 )一支足够长且粗细均
匀的玻璃管，倒插在深而大的水银槽中，玻璃管封闭的上端有一段 50 cm 长的水银柱，管内下端水银面与槽内水银面相平，其间封有 48 cm 长的空气柱，如图所示，设环境温度保持不变．求：(已知大 气压强 p0＝75 cmHg)
(1)重物 C 的质量 M； (2)逐渐降低汽缸中气体的温度， 活塞 A 将向右缓慢移动， 求活 塞 A 刚靠近 D 处而处于平衡状态时缸内气体的温度．
[解析]
(1)两活塞整体处于平衡状态，则有
pS1＋p0S2＝p0S1＋pS2＋Mg， 解得 M＝3 kg. (2)当活塞 A 靠近 D 处时，活塞整体受力的平衡方程不变，气 体压强不变，则有 S1＋S2L S2×2L ＝ ， T T′ 解得 T′＝360 K.
平固定，A、B 是两个厚度不计的活塞，面积分别为 S1＝20 cm2， S2＝10 cm2，它们之间用一根细轻杆连接，B 通过水平细绳绕过光 滑的定滑轮与质量为 M 的重物 C 连接，静止时汽缸中的空气压强 p＝1.3×105 Pa，温度 T＝540 K，汽缸两部分的气柱长均为 L.已知 大气压强 p0＝1×105 Pa， 取 g＝10 m/s2， 缸内空气可看成理想气体， 不计一切摩擦．求：
[答案]
2 (1) V0 3
(2)8.4 cm
利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路
突破 题型 1 [典例 4]
多过程问题的解题方法
先等容后等压变化 (2018· 河南开封一模)如图所示，一汽缸固定在水平
地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁间的摩 擦可忽略不计，活塞的横截面积 S＝100 cm2.活塞与水平平台上的 物块 A 用水平轻杆连接，在平台上有另一物块 B，A、B 的质量均 为 m＝62.5 kg， 物块与平台间的动摩擦因数 μ＝0.8.两物块间距为 d ＝10 cm.开始时活塞距缸底 L1＝10 cm，缸内气体压强 p1 等于外界 大气压强 p0＝1×105 Pa，温度 t1＝27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加 热(取 g＝10 m/s2)．求：
代入数据解得 T＝450 K T1＝500 K>450 K，故从 T＝ 450 K 升高到 T1＝500 K，气体 pA1 pA2 做等容变化，由查理定律得： T ＝ T1 10 代入数据解得 pA2＝ p0 9 1 Δp＝ p0＝8.4 cmHg 9 加热到 500 K 时，U 形管内两边水银面高度差为 8.4 cm.
(1)物块 A 开始移动时，汽缸内的温度； (2)物块 A 和 B 一起开始移动时汽缸内的温度． [问题探究] (1)随温度升高，气体经历哪些过程？ (2)物体 A 及 A、B 整体开始移动的临界条件是什么？
[提示] (1)气体先做等容变化，A 移动后做等压变化，和 B 接 触后再做等容变化，A、B 整体移动后做等压变化． (2)当水平台面对 A 及 A、 B 整体的摩擦力达到最大值时开始运 动．