第4章 气体 章末整合学案（2020年鲁科版高中物理选修3-3）

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1、章末整合章末整合 气体 气体的状态参量 温度（T） 体积（V） 压强（p） 气体实 验定律 玻意耳定律 成立条件：m，T一定 表达式：p1 V（常量） pV图象上的等温线 查理定律 成立条件：m、V一定 表达式：pT pt图象上和pT图象上的等容线 盖 吕萨克定律 成立条件：m、p一定 表达式：VT Vt图象上和VT图象上的等压线 理想气 体的状 态方程 理想气体：严格遵从3个实验定律 方程：pV T C 气体热现象的 微观意义 气体分子运动的特点 气体压强的微观意义 对气体实验定律的微观解释 饱和汽与饱和汽压 饱和汽：动态平衡 饱和汽压 随温度变化而变化 与饱和汽体积无关 湿度 绝对湿度 相

2、对湿度 湿度计 一、相互关联的两部分气体的分析方法 这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量 间有一定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的一般方 法是： 1.分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式 求解. 2.认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程. 3.多个方程联立求解. 【例 1】 如图 1 所示，将盛有温度为 T 的同种气体的两容器用水平细管相连， 管中有一小段水银将 A、B 两部分气体隔开，现使 A、B 同时升高温度，若 A 升 高到 TTA，B 升高到 TTB，已知 VA2VB，要使水银保持不

3、动，则( ) 图 1 A.TA2TB B.TATB C.TA1 2TB D.TA1 4TB 答案 B 解析 初状态 pApB末状态 pApB，所以 pApB 水银柱保持不动，则 V 不变 对 A：pA T pA TA，对 B： pB T pB TB，得 TATB 【例 2】 2016 全国卷，33(2)一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封 闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图 2 所示.用 力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的 压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动 的过程中，没有发生气体泄漏；大

4、气压强 p075.0 cmHg.环境温度不变. 图 2 答案 144 cmHg 9.42 cm 解析 设初始时，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左管中空气柱的压强为 p2p0，长度为 l2.活塞被下推 h 后，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左 管中空气柱的压强为 p2，长度为 l2.以 cmHg 为压强单位.由题给条件得 p1p0(20.05.00) cmHg90 cmHg l120.0 cm l1(20.020.05.00 2 ) cm12.5 cm 由玻意耳定律得 p1l1Sp1l1S 联立式和题给条件得 p1144 cmHg 依题意 p2p1 l24.00 cm20

5、.05.00 2 cmh11.5 cmh 由玻意耳定律得 p2l2Sp2l2S 联立式和题给条件得 h9.42 cm 二、气缸类问题的处理方法 解决气缸类问题的一般思路： (1)弄清题意， 确定研究对象.一般来说， 研究对象分两类： 一类是热学研究对象(一 定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(气缸、活塞或某系统). (2)分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态 变化过程， 依据气体实验定律列出方程； 对力学研究对象要正确地进行受力分析， 依据力学规律列出方程. (3)注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程. (4)多个方程联立求解.对求解的结果注

6、意检验它们的合理性. 【例 3】 如图 3 所示，在光滑的水平面上，有一个内外壁都光滑的气缸，气缸 的质量为 M，气缸内有一质量为 m(mp2 B.p1V2 D.V1p2，由玻意耳定律得 V1pB，则 TCTB， 气体的压强增大， 温度升高； 由 CA， 气体经历的是等压过程， 根据盖 吕 萨克定律VC TC VA TA，VCVA，则 TCTA，气体的体积减小，温度降低.A 项中，BC 连线不过原点，不是等容过程，A 错误；C 项中，BC 体积减小，C 错误；B、 D 两项符合全过程.综上所述，选项 B、D 正确. 四、对绝对湿度、相对湿度、饱和汽压的理解 绝对湿度就是水蒸气的实际压强， 而相

7、对湿度就是绝对湿度跟同温度下水的饱和 汽压的百分比. 【例 5】 室内空气的温度是 25 ，空气的相对湿度是 65%，问空气的绝对湿 度等于多少？已知 25 时水的饱和汽压为 3.167103 Pa. 答案 2.06103 Pa 解析 空气的绝对湿度空气中所含水蒸气的实际压强，而相对湿度 水蒸气的实际压强 同温度下水的饱和汽压，故绝对湿度相对湿度同温度下水的饱和汽压，即绝 对湿度65%3.167103 Pa2.06103 Pa. 借题发挥 某一温度下，水的饱和汽压为定值，知道了绝对湿度可以根据公式： 相对湿度 水蒸气的实际压强 同温度下水的饱和汽压，计算出相对湿度，反之知道了相对湿度也可 计算绝对湿度.