理想氣體定律的應用 專題

撰文|馮嘉美

學習說明

1本節微課適用於課前預習和課後鞏固複習。

2播放視頻過程你要及時點擊暫停鍵梳理筆記，不懂的地方可以回播反覆觀看學習，這樣學習才會有效果。

3微課習題及課後練習題都需要你認真完成。

 

一 、題材分析

氣缸類問題是熱學部分典型的綜合問題，它需要考查氣體、氣缸或活塞等多個研究對象，需要靈活地運用相關知識來解決問題。

二、知識回顧

1、理想氣體狀態方程

（1）內容：一定質量的某種理想氣體，在從一個狀態變化到另一個狀態時，壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。

2、理想氣體狀態和氣體實驗定律

三、思維導圖

總結：__________________________________________________________________________________________________________________________________________

四、氣缸模型典例分析

【例1】[2014·新課標全國卷Ⅰ，33(2)]一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內。氣缸壁導熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對於氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現取質量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此後外界的溫度變為T，求重新達到平衡後氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g。 

重點：需要將橫截面積求出，這裡要用好因沙子的重力而增加的壓強的公式。

1、從上述例題的圖出發，增加活塞受到其他外力（繩子、剛性杆、彈簧），並分析處理方法

 

2、將氣缸反轉（對下面三個圖畫出受力分析）

3、氣缸水平放置

4、注意加栓和加力的情況（對右圖畫出受力分析）

 

 

兩團氣的情況：

【例題2】如圖，絕熱氣缸A與導熱氣缸B均固定於地面，由剛性杆連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦。兩氣缸內裝有處於平衡狀態的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩定後，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設環境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積和溫度。

 

解：設初態壓強為______

膨脹後A，B壓強相等

                            (1分)

    B中氣體始末狀態溫度相等

    ______________________________  (3分)

∴___________________       (1分)

A部分氣體滿足

_________________________     （4分）

___________________   （1分）

提出對比：

四、學法的重點內容

1、弄清題意，確定研究對象。一般地說，研究對象分為兩類：熱烈學研究對象（一定質量的理想氣體）；力學研究對象（氣缸、活塞或某系統）。

2、分析清楚題目所述的物理過程，對熱學研究對象分析清楚初、末狀態及狀態變化過程，依據氣體定律列出方程；對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據力學規律列出方程。

3、注意挖掘題目的隱含條件，如幾何關係等，列出輔助方程。

4、多個方程聯立求解，對求解的結果注意檢驗它們的合理性。

 五、視頻學習

請同學們把學案的答案+筆記+分層作業答案寫到作業本上，用掃描王掃描後上傳到小小籤到物理作業處。

課後請完成調查問卷

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