混合氣體狀態(tài)方程“衡水賽”一等獎

混合氣體的狀態(tài)方程和典型題型

人教版高中物理3-3第八章第三節(jié)

理想氣體的狀態(tài)方程參賽老師：張燕指導老師：古麗時間：2020年8月15日高中物理中常常涉及到氣體混合、打氣、抽氣、漏氣、氣體分裝等問題等效法混合氣體理想氣體狀態(tài)方程理想氣體氣體混合、打氣、抽氣、漏氣、氣體分裝。先將分離的不同部分氣體看作是同一溫度和壓強的氣體。用一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程處理。再一部分一部分的當做質(zhì)量不變的理想氣體分別處理1324克拉珀龍方程將物質(zhì)的量包含進理想氣體狀態(tài)方程，就是克拉珀龍方程：pV=nRT或理想氣體狀態(tài)方程所謂一定質(zhì)量的理想氣體，即物質(zhì)的量n保持不變，12一、混合氣體的狀態(tài)方程表達式中，n為理想氣體的物質(zhì)的量，R為里德堡常量。對pV=nRT中的四個參量兩兩控制可得到理想氣體的五個實驗定律35142一定質(zhì)量，一定體積，p/T=C②查理定律一定質(zhì)量，一定溫度，pV=C①玻意耳定律一定質(zhì)量，一定壓強，V/T=C③蓋-呂薩克定律等溫等壓氣體混合，V∝n④阿伏伽德羅定律等溫等容氣體混合，，pi∝ni⑤道爾頓分壓定律一、混合氣體狀態(tài)方程步驟1推廣步驟2步驟5步驟3步驟4將兩種不同狀態(tài)的氣體混合在一起兩式左右相加等式左邊改寫成若將氣體分散聯(lián)力可得物質(zhì)的量乘以里德堡常量氣體混合氣體分散混合前后都是幾部分混合前后溫度不變例一、混合氣體的狀態(tài)方程向汽車輪胎內(nèi)充氣，已知輪胎內(nèi)原有空氣的壓強為1.5標準大氣壓，溫度為20℃,體積為20L.充氣后，輪胎內(nèi)空氣壓強增大為7.5個標準大氣壓，溫度升高為25℃.若充入的氣體的溫度為20℃，壓強為一個標準大氣壓，問：需要充入多少升這樣的空氣?(設輪胎體積不變)輪胎原有氣體P1=1.5atmT1=293KV1=20L充入空氣狀態(tài)P2=1atmT2=293KV2=?輪胎現(xiàn)有氣體狀態(tài)P=7.5atmT=298KV=20L根據(jù)混合氣體狀態(tài)方程可得

解得例二、抽氣問題在全國千萬“云監(jiān)工”的注視下，2月2日，武漢火神山醫(yī)院交付使用，建設工期僅為十天十夜。在“云監(jiān)工”視線之外，先進的設計理念和科技元素充當著“幕后英雄”，火神山醫(yī)院病房全部為負壓病房，所謂負壓病房是通過特殊的通風抽氣設備，使病房內(nèi)的氣壓低于病房外的氣壓，保證污染空氣不向外擴散。若已知某間負壓隔離病房的空間體積V=60m3，啟用前環(huán)境溫度t1=－3oC，外界大氣壓強為P0=1.01×105Pa，啟用后，某時刻監(jiān)測到負壓病房的溫度t2=27oC、負壓為－15Pa（指與外界大氣壓P0的差值）。試估算啟用后負壓隔離病房內(nèi)減少的氣體質(zhì)量與啟用前房間內(nèi)氣體總質(zhì)量的比值。病房原有氣體P1=P0T1=270kV=60m3病房現(xiàn)有氣體P2=P0-15PaT2=300kV=60m3抽出空氣狀態(tài)P1=P0T1=270k△V=？根據(jù)混合氣體狀態(tài)方程可得解得例分裝：混合前后溫度不變一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。解析：設氧氣開始時的壓強為p1，體積為V1，后來氧氣變成了兩個部分，一部分剩在氧氣瓶中，壓強變?yōu)閜2(2個大氣壓)時，體積為V1，還有一部分就是n天消耗的氧氣，其中每天消耗的氧氣壓強為p0、體積為ΔV，則有n=4（天）例分裝：混合前后都是幾部分某容積為20L的氧氣瓶裝有30atm的氧氣，現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中，使每個小鋼瓶中氧氣的壓強為5atm，若每個小鋼瓶中原有氧氣壓強為1atm，問能分裝多少瓶？(設分裝過程中無漏氣，且溫度不變)解析：設最多能分裝n個小鋼瓶，并選取氧氣瓶中的氧氣和n個小鋼瓶中的氧氣整體為研究對象分裝過程中溫度不變，且有分裝前，氧氣瓶中p1＝30atm、V1＝20L，每個小鋼瓶中p2＝1atm，V2＝5L；分裝到最后一瓶時，氧氣瓶中p1′＝5atm、V1＝20L，而每個小鋼瓶中p2′＝5atm，V2＝5L，則p1V1＋np2V2＝p1′V1＋np2′V2代入數(shù)據(jù)解得n＝25(瓶)總結：混合理想氣體的解題過程審題，弄清理想氣體初、末