高考物理一轮复习（人教版）专项强化26 气体实验定律的综合应用.pdfVIP

专题强化二十六气体实验定律的综合应用

I目标要求】1.理解理想气体状态方程并会应用解题.2.掌握“玻璃管液封模”和“汽缸活

塞类模”的处理方法.3.会处理“变质量气体模”问题.

题型一玻璃管液封模型

1.气体实验定律及理想气体状态方程

理想气体状态方程：

当‘丁一定时，piVi=pV2

2

V〃2V2,当〃一定时，¥=¥

1\12

当吁定时，毕=毕

1112

2.玻璃管液封模

求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程求解，要注意：

(1)液体因重力产生的压强为〃=心力(其中h为液体的竖直高度)；

(2)不要漏掉大包压强，同时又要平衡掉某些气体产生的压力；

(3)有时注意应用连通器原理——连通器内静止的液体，同一液体在同一水平面上各处压强相

等；

(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷.

mI］如图所示，一粗细均匀、长度为L=1.0m、导热性能良好的细玻璃管竖直放置，下端

封闭，上端开口.长度为d=0.50in的水银柱将长度为5=0.50m的空气柱(可视为理想气体)

封闭在玻璃管底部，大气压强po=75cmHg,管内空气的初始温度为g=27℃,热力学温度

与摄氏温度之间的关系为r=Q+273)K.

(1)若缓慢升高管内气体的温度，当温度为八时，管内水银恰好有一半溢出，求力的大小；

(2)若保持管内空气温度不变，缓慢倾斜玻璃管，当玻璃管与水平面间的夹角为〃时，管内水

银恰好有一半溢出，求sin。的值.

答案(1)360K(2)|

解析(1)开始时封闭气体的压强为〃i=po+pd=125cmHg,温度为7b=(Zo+273)K=300K,

当温度为。时，管内水银恰好有一半溢出，封闭气体的压强为“2=po+%,/=100cmHg,根

P2(L—^)S

据理想气体状态方程可得2詈=—7—，解得T|=36OK.

To11

(2)当玻痛管与水平面间的夹角为。时，管内水银恰好有一半溢出，此时封闭气体的压强为P3

=p()+：p,/sin0,根据玻意耳定律有p«L一$S=piLoS,解得sin〃=；.

例【21(2023•河北石家庄市模拟)如图所示，竖直放置、导热性能良好的U形玻璃管截面均匀，

左端开口，右端封闭，左右管内用长度分别为小=5cm、A2=10cm的水银柱封闭两段气体〃、

力.气体。的长度心=15cm,气体》的长度0=20cm,最初环境温度八=300K时，两水银

柱下表面齐平.现缓慢升高环境温度，直至两段水银柱的上表面齐平.已知大气压强为

7cmHg,右侧水银柱未进入U形玻璃管的水平部分，两段气体均可视为理想气体.求：

(1)两段水银柱的下表面齐平时气体b的压强；

(2)两段水银柱的上表面齐平时环境的温度T.

2

答案(1)70cmHg⑵327.3K

解析(1)设大气/强为加，

对气体a则有〃产po+pg加

对气体b则有Pb=Pa-pgh2

联立两式代入数据得〃〃=?0cmHg.

(2)升温过程中气体人发生等压变化，则温度升高，体积博大，设右侧水银柱下降x,变化前

后对比如图，气体a体积V=(L~+h2~/i\~)S

aa

对气体儿由盖一吕萨克定衅平得竿

11127112

缓慢升高环境温度过程中气体〃也发