(完整word版)《气体》专题一变质量问题(教师版)

气体变质量问题的处理分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解.1.充气问题向球、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等温膨胀的过程.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为研究对象，便可使问题变成一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.对点例题某容积为20L的氧气瓶中装有30atm的氧气，把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm，如果每个小钢瓶中原有氧气的压强为1atm，问共能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)解题指导设能够分装n个小钢瓶，则以氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，遵守玻意耳定律.分装前：氧气瓶中气体状态p1＝30atm，V1＝20L；小钢瓶中气体状态p2＝1atm，V2＝5L.分装后：氧气瓶中气体状态p1′＝5atm，V1＝20L；小钢瓶中气体状态p2′＝5atm，V2＝5L.由p1V1＋np2V2＝p1′V1＋np2′V2得n＝＝瓶＝25瓶.答案25技巧点拨 1.对于气体的分装，可将大容器中和所有的小容器中的气体看做一个整体来研究；2.分装后，瓶中剩余气体的压强p1′应大于或等于小钢瓶中应达到的压强p2′，通常情况下取压强相等，但不能认为p1′＝0，因通常情况下不可能将瓶中气体全部灌入小钢瓶中.1 / 21.一只轮胎容积为V＝10L，已装有p1＝1atm的空气.现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1L，要使胎内气体压强达到p2＝2.5atm，应至少打多少次气？(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1atm)( )A.8次B.10次C.12次D.15次答案D解析本题中，胎内气体质量发生变化，选打入的和原来的气体组成的整体为研究对象.设打气次数为n，则V1＝nV0＋V，由玻意耳定律，p1V1＝p2V，解得n＝15次，故选D.2.贮气筒内压缩气体的温度为27°C，压强是20atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降低到12°C，求剩余气体的压强为多大？答案9.5atm解析以筒内剩余气体为研究对象，它原来占有整个筒容积的一半，后来充满整个筒，设筒的容积为V，则初态：p1＝20atm，V1＝V，T1＝(273＋27) K＝300K；末态：p2＝？V2＝V，T2＝(273＋12) K＝285K根据理想气体状态方程：＝得：p2＝＝atm＝9.5atm.2．一只两用活塞气筒的原理如图1所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V0，现将它与另一只容积为V的容器相连接，容器内的空气压强为p0，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(大气压强为p0)( )3…某同学用压强为10atm体积为1.25L的氢气瓶给足球充气，设充气前足球为真空，充完气后，足球的容积为2.5L，且充气后，氢气瓶内气体的压强变为5atm设充气过程中温度不变，求充气后足球内气体的压强？（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。

Thinking-Good Id-气体实验定律之-huinL-nvent-气体变质量问题-So ution-Learnin-ecology-Study-【高中物理】【人教版选修3-3】【第八气体】-nnovation-ideas-Education-Science-ChemicalI I-01-气体分子运动特点-02-气体实验定律-03-解题思路-04-解题方法zhi-shi-hui-知-识-01气体分子的运动特点：-气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动；-2-某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相等；-3-气体能充满它能到达的整个空间，气体的体积为容器的容积；-气体分子做无规则运动，速率有大有小，却按一定的规律布：-1fv-低温分布-高温分布积成反比-查理定律：p1TP2/T2-盖吕萨克定律：V1T1=V2/T2-一定质量的某种气体，-体积不变的情况下，压强-压强不变的情况下，体积-与热力学温度成反比积成反比-图像：等温线-说明：P-V图为双曲线，同一气-T增大-体的两条等温线比较，双曲线顶-离坐标原点远的温度高，即-T1>T2.-P-1W图线为过原点的直线，同-一气体的两条等温线比较斜率-大的温度高，T1>T2。

积成反比-放气：-PVj=P2V2+P3V3+P4V4+...-充气：-PiV+P2V2+P3 3+...=PmVm02气体实验定律-p-图像：等容线-A-C--273-T-查理定律：p1TP2/T2-说明：pt图线为过-273C的直线，与纵轴交点是0C时气-一定质量的某种气体，在-体的压强，同一气体的条等容线比较，V1>V2。

-体积不变的情况下，压强--T图线为过原点的直线，同一气体的两条等容比较，斜-与热力学温度成反比-率大的体积小，即V1>V2。

02气体实验定律-图像：等压线-Vm3↑-Vm1-92-273-tc-TK-盖吕萨克定律：V11=V2/T2-一定质量的某种气体，在-压强不变的情况下，体积-说明：V-t图线为过-273C直线，与纵轴交点为0C时气-与热力学温度成反比-体的体积，同一气体的两条等压线比较，P1>P2 -图线为过原点的直线，同一气体的两条等压线比较，斜率-大的压强小，即P1>P2。

气体》专题一变质量问题(教师版)的篮球中，所以可以用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。

设篮球内的空气质量为m，则空气的密度为ρ=m/V。

根据气体状态方程pV=nRT，可以得到p=m/(ρV)×RT，即p=ρRT/m。

在打气前，篮球内的空气压强为105Pa，所以空气的密度为ρ=105/(R×T)。

在打气的过程中，每次把10Pa的空气打进去，相当于把5/125=0.04L的空气压缩到篮球中，所以篮球内的空气体积逐渐增加，但是空气的质量保持不变。

因此，可以用理想气体状态方程和密度方程来计算篮球内的空气压强。

设打气后篮球内的空气压强为p1，打气前篮球内的空气温度为T0，则有：p1=ρ×R×T0×(V+0.04×30)/m=105×R×T0/(V×ρ)×(V+0.04×3 0)代入数值计算可得，打气30次后篮球内的空气压强为132Pa左右。

2.应用密度方程解决变质量问题对于一定质量的气体，若体积发生变化，气体的密度也随之变化。

根据气体状态方程pV=nRT，可以得到气体的密度ρ=nM/V，其中M为气体的摩尔质量。

因此，可以将气体体积V表示为m/ρ，代入气体状态方程得到：pV=nRT=(m/M)RT/ρ=(m/M)RT×(1/p)×(1/ρ)化简得到：p1/p2=(ρ1/ρ2)×(T1/T2)这就是气体状态发生变化时的密度关系方程。

此方程适用于同一种气体的变质量问题，当温度不变或压强不变时，可以得到方程和盖·吕萨克定律的密度方程。

3.应用克拉珀龙方程解决变质量问题克拉珀龙方程是描述理想气体状态的方程，可以用来解决气体变质量问题。

其方程为：pV=nRT其中，p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数，XXX在气体变质量的问题中，可以通过等效法将变质量问题转化为恒定质量的问题，然后应用克拉珀龙方程来解答。

《气体-----变质量问题分析》授课班级高二（2）班授课教师时间2019.04.11课型习题课核心素养目标知识与技能深入理解玻----马定律，并能熟练应用气体定律的克拉摆龙方程的变式，解决气体变质量问题。

过程与方法温故导新，由旧知识复习的习题处理导入新的学习内容，由理论推导，养成严谨的逻辑分析习惯，培养科学思维创新，物理分析与数学应用相结合。

情感态度价值观实事求事有理有据解决物理问题，积累科学分析问题的经验，发挥严谨数学分析在思维创新中的重要做用。

教学重点等温变化在特殊情况下的变式与应用教学难点变质量问题的处理方法，克拉摆龙方程的变式使用问题引导学生活动设计意图与教师引导自主完成课前学习教师引领学生复习温习旧知识，巩固强化1、小方同学在做托里拆利实验时,由于操作不慎,玻璃管漏进了一些空气,当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的读数只有,此时管中的水银面到管顶的距离为,求：(1)此时管内顶端漏进部分空气的压强是多少mmHg;(2)若当这个气压计的读数为水银柱时,实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强?设全过程温度保持不变.学生强化如何确定压强，及水银气压计的物理学原理玻意耳定律的使用①质量一定②温度不变2、给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压,体积为1L,将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为,请通过计算判断该包装袋是否漏气.学生自主判断展示做法提出疑问：漏气，质量有所减少为何还可用玻意耳定律3、一个足球的容积是2.5 L。

用打气简给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。

如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍?你在得出结论时考虑到了什么前提?实际打气时的情况能够满足你的前提吗？学生自主判断展示做法设问：气体增加，如何用玻意耳定律变质量问题如何处理？①思维方向②把握要点③条件变质量问题分类：1. 打气问题向球、轮胎中打气是一个典型的变质量气体问题。

物理变质量气体问题
物理变质量气体问题涉及到理解气体的物理性质和物态变化。

在物理学中，气体是一种无定形的物质，其分子间距离很大，分子之间的相互作用力很小，因此气体具有可压缩性、可扩散性、可溶性、可混合性等特性。

气体的质量是由其分子的质量、数量和速度所决定的。

在常温常压下，气体的体积和压强呈反比例关系，即波义尔定律。

而根据理想气体状态方程PV=nRT（P表示压强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常量，T表示温度），可以计算出气体的物理性质。

在物理变质量气体问题中，一个常见的问题是气体的物质量如何变化。

在理想气体的条件下，气体的质量不会改变。

但是在实际情况下，气体的物质量可能会发生变化。

例如在气体化学反应中，气体的物质量会因为反应而减少或增加。

此外，在气体升华、凝固和融化等相变过程中，气体的物质量也会发生变化。

总之，物理变质量气体问题需要考虑气体的物理性质和物态变化，以及气体化学反应等因素的影响。

通过理解和运用气体状态方程等相关知识，可以较好地解决这些问题。

《气体》专题一 变质量问题对理想气体变质量问题，可根据不同情况用克拉珀龙方程、理想气体状态方程和气体实验定律进行解答。

方法一：化变质量为恒质量——等效的方法在充气、抽气的问题中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。

方法二：应用密度方程一定质量的气体，若体积发生变化，气体的密度也随之变化，由于气体密度 m Vρ=，故将气体体积mVρ=代入状态方程并化简得：222111T pT p ρρ=，这就是气体状态发生变化时的密度关系方程．此方程是由质量不变的条件推导出来的，但也适用于同一种气体的变质量问题；当温度不变或压强不变时，由上式可以得到：2211ρρp p =和T T 211ρρ=，这便是玻意耳定律的密度方程和盖·吕萨克定律的密度方程． 方法三:应用克拉珀龙方程其方程为。

这个方程有4个变量：p 是指理想气体的压强，V 为理想气体的体积，n 表示气体物质的量，而T 则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R 为理想气体常数，R=8.31J/mol.K=0.082atm.L/mol.K 。

方法四: 应用理想气体分态式方程若理想气体在状态变化过程中，质量为m 的气体分成两个不同状态的部分，或由若干个不同状态的部分的同种气体的混合，则应用克拉珀龙方程易推出：上式表示在总质量不变的前提下，同种气体进行分、合变态过程中各参量之间的关系，可谓之“分态式”状态方程。

1.充气中的变质量问题设想将充进容器内的气体用一根无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的．这样，我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了．例1．一个篮球的容积是2.5L ，用打气筒给篮球打气时，每次把510Pa 的空气打进去3125cm 。

如果在打气前篮球里的空气压强也是510Pa ，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa ？（设在打气过程中气体温度不变）图1解析： 由于每打一次气，总是把V ∆体积，相等质量、压强为0p 的空气压到容积为0V 的容器中，所以打n 次气后，共打入压强为0p 的气体的总体积为n V ∆，因为打入的n V ∆体积的气体与原先容器里空气的状态相同，故以这两部分气体的整体为研究对象．取打气前为初状态：压强为0p 、体积为0V n V +∆；打气后容器中气体的状态为末状态：压强为n p 、体积为0V ．令2V 为篮球的体积,1V 为n 次所充气体的体积及篮球的体积之和则1 2.5300.125V L L =+⨯由于整个过程中气体质量不变、温度不变，可用玻意耳定律求解。