【物理】2019届一轮复习教科版　气体变质量问题的处理方法学案

【物理】2019届一轮复习教科版　气体变质量问题的处理方法学案

第13点　气体变质量问题的处理方法 分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解．‎ ‎(1)打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的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，故抽气过程可看做是膨胀的过程．‎ ‎(3)灌气问题 将一个大容器中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，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象，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，不能用理想气体状态方程求解．如果选容器内剩余气体与漏出的气体为研究对象，便可使问题变成定质量的气体状态变化的问题，可用理想气体状态方程求解．‎ 对点例题　贮气筒的容积为100 L，贮有温度为27 ℃、压强为30 atm的氢气，使用后温度降为20 ℃，压强降为20 atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比？‎ 解题指导　解法1：选取筒内原有的全部氢气为研究对象，且把用掉的氢气包含在末状态中，‎ 则初状态p1＝30 atm，V1＝100 L，T1＝300 K；‎ 末状态p2＝20 atm，T2＝293 K，‎ 根据＝得：‎ V2＝＝ L＝146.5 L，‎ 用掉的氢气占原有气体的百分比为×100%＝×100%≈31.7%.‎ 解法2：取剩下的气体为研究对象，‎ 初状态：p1＝30 atm，T1＝300 K，‎ 末状态：p2＝20 atm，V2＝100 L，T2＝293 K，‎ 由＝得V1＝＝ L≈68.3 L，‎ 用掉的氢气占原有气体的百分比为×100%＝×100%＝31.7%.‎ 答案　31.7%‎ 技巧点拨　巧妙地选择研究对象，把变质量问题转化为定质量问题．‎ 一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．‎ 答案　4天 解析　解法一　设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2①‎ 重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为 V3＝V2－V1②‎ 设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有 p2V3＝p0V0③‎ 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为 N＝④‎ 联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)‎ 解法二　对氧气瓶内的氧气，由于温度保持不变，由玻意耳定律和总质量不变得 p1V1＝np2V2＋p3V1‎ 其中p1＝20个大气压　V1＝0.08 m3‎ p2＝1个大气压　V2＝0.36 m3‎ p3＝2个大气压 代入数值得n＝4(天)‎