2019_2020学年高中物理第4章气体本章优化总结学案鲁科版选修3_3.doc

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1、本章优化总结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，特别是压强的确定上．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．质量M＝10kg的缸体与质量m＝4kg的

2、活塞，4封闭一定质量的理想气体(气体的重力可以忽略)，不漏气的活塞被一劲度系数k＝20N/cm的轻弹簧竖直向上举起立于空中，如图所示．环境温度为T1＝1500K时被封气柱长度L1＝30cm，缸口离地的高度为h＝5cm，若环境温度变化时，缸体有良好的导热性能．已知活塞与缸壁间无摩擦，弹簧原长L0＝27cm，活塞横截面积S＝2×10－3m2，大气压强p0＝1.0×105Pa，当地重力加速度g＝10m/s2，求环境温度降到多少时汽缸着地，温度降到多少时能使弹簧恢复原长．[解析]因汽缸悬空，先降温时气体等压变化，压强恒为p1＝p0＋＝1.5p0由盖·吕萨克定律知＝代入数据得T2＝1250K

3、．待缸口着地后，再降温时活塞上移，弹簧逐渐恢复原长，由kx＝(M＋m)g知弹簧的形变量为x＝7cm.设弹簧恢复原长时的环境温度为T3，气体压强为p3，气柱长度为L3，由活塞的平衡知p3＝p0－＝0.8p0，由几何关系知L3＝L1－x－h＝18cm由＝知＝，整理可得T3＝480K.[答案]1250K480K气体实验定律的图象问题对于气体变化的图象，由于图象的形式灵活多变，含义各不相同，考查的内容又比较丰富，同学们处理起来有一定的难度，要解决好这个问题，应从以下几个方面入手：1．看清坐标轴，理解图象的意义．2．观察图象，弄清图中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变

4、化或等压变化．3．若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图象(如等温线、等容线或等压线)实现两个状态的比较．4．涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系．5．考查气体的做功情况时，关键看体积，体积变大时，气体对外做功，体积变小时，外界对气体做功，体积不变则不做功．确定内能的变化，关键看温度的变化．如图甲所示，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A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.

5、3K.4甲乙(1)求活塞刚离开B处时的温度TB；(2)求缸内气体最后的压强p3；(3)在图乙中画出整个过程的p－V图线．[解题探究](1)活塞刚好离开B处的条件是什么？(2)活塞由B到A的过程是什么变化过程？活塞在A处卡住以后是什么变化过程？[解析](1)活塞刚离开B处时，体积不变，封闭气体的压强为p2＝p0，由查理定律得：＝，解得TB＝330K.(2)以封闭气体为研究对象，活塞开始在B处时，p1＝0.9p0，V1＝V0，T1＝297K；活塞最后在A处时：V3＝1.1V0，T3＝399.3K，由理想气体状态方程得＝，故p3＝＝＝1.1p0.(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不

6、变，温度升高，压强增大到p2＝p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0.[答案](1)330K(2)1.1p0(3)见解析图44