高考物理一轮总复习精品课件 第14章 热学 研专项 素养提升.ppt

典例3.(2020全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求:(1)调配后两罐中气体的压强;(2)调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。解析以气体为研究对象,由于气体温度不变,由玻意耳定律分析。(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积变为V1,现两罐气体压强均为p,总体积为(V+V1)。设调配后两罐中气体的压强为p,由玻意耳定律有p(V+V1)=p(V+2V)(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时,体积为V2,由玻意耳定律pV=pV2设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,本课结束研专项素养提升第十四章内容索引模型概述案例探究模型概述典型物理模型指导突破:充气、抽气、灌气、漏气模型气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气体,但在实际问题中,常遇到气体的变质量问题。对于气体的变质量问题,可以通过巧妙地选择合适的研究对象,把“变质量”问题转化为“定质量”问题,从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解,常见以下四种类型:1.充气模型:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。2.抽气模型:在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,解决该类“变质量”问题的方法与充气(打气)问题类似:假设把每次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“定质量”的问题。3.灌气模型:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题,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作为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。4.漏气模型:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,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,便可使变质量问题变成等质量问题,可用理想气体状态方程求解。案例探究典例1.中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为450K,最终降到300K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。解析设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1,温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2,罐的容积为V0,由题意知p1=p0、T1=450K、V1=V0、T2代入数据得p2=0.7p0。③对于抽气罐,设初态气体状态参量分别为p3、V3,末态气体状态参量分别为p4、V4,罐的容积为V0,由题意知p3=p0、V3=V0、p4=p2④由玻意耳定律得p0V0=p2V4⑤典例2.(2023山东枣庄模拟)为防止文物展出时因氧化而受损,需抽出存放文物的展柜中的空气,充入惰性气体,形成低氧环境。如图为用活塞式抽气筒从存放青铜鼎的展柜内抽出空气的示意图。已知展柜容积为V0,开始时(1)青铜鼎材料的总体积;(2)抽气两次后,展柜内剩余空气与开始时空气的质量之比。