变质量气体问答题的分析技巧大全.docx

分析变质量问题时， 可通过巧妙地选择研究对象， 使这类问题转化为一定质量的气体问题，用气体实验定律求解 .

（ 1）打气问题： 向球、 轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题，只要选择球内原有气体和即将充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问题转化为定质量气体的状态变化问题 .

（ 2）抽气问题： 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小， 这属于变质量问

题 .分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过

程可以看做是等温膨胀过程 .

（ 3）灌气问题： 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题 .分析这类问题时，把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究

对象，可将变质量问题转化为定质量问题.

（ 4）漏气问题：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 . 如果选

容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化， 可用理想气体的状态方程求解

.

【典例 1】 一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板， 集热器

容积为 V 0，开始时内部封闭气体的压强为 p 0.经过太阳曝晒，气体温度

由 T 0＝ 300 K 升

至 T 1 ＝350 K.

（ 1）求此时气体的压强；

（ 2）保持 T 1＝ 350 K 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到

剩余气体的质量与原来总质量的比值 .判断在抽气过程中剩余气体是吸

述原因 .

p 0.求集 热器内

热还是放热，并简

解析

（ 1）由题意知气体体积不变，由查理定律得

p 0 p 1

＝

T 0 T 1

T 1

350

7

得 p 1＝ T 0p 0＝ 300p 0 ＝6p 0

（ 2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为

V 2，由玻意 耳定律

可得 p 1 V 0＝ p 0V 2

p 1V 0 7

则 V 2＝ p 0 ＝6V 0

所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为

ρV 0

6

7 ＝

7

ρ· 6V 0

因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对

外做功 .

由热力学第一定律

U ＝ W ＋Q 可知，气体一定从外界吸收热量

.

7

6

答案

（ 1）6p 0 （ 2） 7；吸热，原因见解析

【典例 2】 （ 2015 ·河南郑州一中期中）用真空泵抽出某容器中的空气，若某容器 的

容积为 V ，真空泵一次抽出空气的体积为

V 0，设抽气时气体温度不变，容

器里原来的

空气压强为 p ，求抽出 n 次空气后容器中空气的压强是多少？

解析

设第 1 次抽气后容器内的压强为

p 1，以整个气体为研究对象

.因为抽气

时气体

温度不变，则由玻意耳定律得

V

pV＝ p1（ V＋V0），所以 p1＝p

V＋V0

以第 1 次抽气后容器内剩余气体为研究对象，设第 2 次抽气后容器内气体压强为 p2，由玻意耳定律有

p1V＝ p2（V＋ V0），所以 p2＝

V

p1＝（

V

）2p V

＋

V

＋

V

00

V

以第 n－1次抽气后容器内剩余气体为研究对象，设第n 次抽气后容器内气体压强为p n，

由玻意耳定律得p n－1V＝p n（V＋ V0）

V V

所以 p n＝V＋V0p n－1＝（V＋V0）n p

故抽出 n 次空气后容器内剩余气体的压强为（

V

）n p. V＋ V0

V

答案（V＋V0）n p

1.（ 2015 ·湖北六校调考）（ 1）下列说法正确的是（）

A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分

子运动的无规则性

B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素

E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大

2.（ 2015 ·河北“五个一名校联盟”监测）（1）下列说法正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的运动

B.两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而

减小，但斥力比引力减小得更快

C.热力学温标的最低温度为0 K ，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一

D.气体的温度越高，每个气体分子的动能越大

（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m 的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为 S，气缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在 A 点，打开固定螺栓K，活塞

下落，经过足够长时间后，活塞停在

B 点，已知＝，大气压强为0 ，重力加速度为.

AB h p g

①求活塞停在 B 点时缸内封闭气体的压强；

②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量 Q（一定量理想气体的内能

仅由温度决定） .

解析（ 1）布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映，故 A 错误；两分子

之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快，故 B 正确；热力学温标的最低温度为 0 K，它没有负值，它的单