【物理】充气、抽气 课件 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、人教版（2019）选修 第三册2.2气体的等温变化（课时3）充气、抽气问题 物质的量一定的某气体物质的量一定的某气体(p p，V V，n)，在保持温度不变的情况下被分成了若干，在保持温度不变的情况下被分成了若干部分：部分：(p p1 1，V V1 1，n1 1)(p p2 2，V V2 2，n2 2)(p pi、V Vi、ni)其中其中n为物质的量，则有为物质的量，则有1.1.玻意耳等温分态公式玻意耳等温分态公式 p pV Vp p1 1V V1 1p p2 2V V2 2p piV Vi预备预备知识知识2.2.化变为恒思想化变为恒思想情景引入情景引入情景引入情景引入思考：每每充充气气或或抽抽

2、气气一一次次，容容器器中中气气体体的的质质量量都都会会发发生生变变化化，若若以以容容器器中中气气体体为为对对象象，利利用用波波意意耳耳定定律律显显然然不不满满足足“质质量量一一定定”这这一一要要求求，那那么么如如何何解解决决此类问题呢？此类问题呢？思想：思想：思想：思想：灵活选取研究对象，将质量变化问题转变为质量不变的问题。灵活选取研究对象，将质量变化问题转变为质量不变的问题。题型题型1 1：充气问题：充气问题思思思思路路路路：如如果果打打气气时时每每一一次次打打入入的的气气体体质质量量、体体积积和和压压强强均均相相同同，则则可可设设想想用用一一容积为容积为nV V0 0的打气筒将压强为的打气

3、筒将压强为p p0 0的气体一次性打入容器。的气体一次性打入容器。选取研究对象：选取研究对象：容器中容器中原有的气体原有的气体和和n次打入的气体总和。次打入的气体总和。p p0 0 V V0 0 p p0 0 V V0 0 p p0 0 V V0 0 依次打入依次打入1 12 2nnV V0 0p p0 0一次打入一次打入等效代替等效代替实质：变质量问题转化为实质：变质量问题转化为一定质量气体一定质量气体等温压缩问题。等温压缩问题。例例例例1 1 1 1 农村常用来喷洒农药的压缩喷雾器结构如图所示，农村常用来喷洒农药的压缩喷雾器结构如图所示，A A的容积为的容积为7.5L7.5L，装入药，装入

4、药液后，药液上方体积为液后，药液上方体积为1.5L1.5L，关闭阀门，关闭阀门K K，用打气筒，用打气筒B B每次打进每次打进10105 5PaPa的空气的空气250cm250cm3 3。求：求：要使药液上方气体的压强为要使药液上方气体的压强为4104105 5PaPa，打气筒活塞应打几次？，打气筒活塞应打几次？当当A A中有中有4104105 5PaPa的空气后，打开阀门的空气后，打开阀门K K可喷洒药液，直到不能喷射时，喷雾可喷洒药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余体积为多少的药液？器剩余体积为多少的药液？【答案】（【答案】（1 1）1818；（；（2 2）1.5L1.5L解析：解析：解析：解

5、析：以以V V总总、V V分别表示分别表示A A的总容积和打气前药液上方的体积，的总容积和打气前药液上方的体积，p p0 0表示打气表示打气前前A A容器内、外的气体压强，容器内、外的气体压强，V V0 0表示每次打入压强为表示每次打入压强为p p0 0的空气的体积，的空气的体积，p p1 1表示打表示打n次后次后A A容器内的气体压强。以容器内的气体压强。以A A中原有空气和中原有空气和n次打入次打入A A中的全部气体作为研究对中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得象，由玻意耳定律，可得则有则有打开阀门打开阀门K K，直到药液不能喷洒，忽略喷管中药液产生的压强，则此时，直到药液不能喷洒

6、，忽略喷管中药液产生的压强，则此时A A容器容器内的气体压强应等于外界大气压强，以内的气体压强应等于外界大气压强，以A A容器内的气体作为研究对象，容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律可得由玻意耳定律可得药液不能喷洒时药液不能喷洒时A A容器内的气体体积容器内的气体体积从而从而A A容器内剩余药液的体积为容器内剩余药液的体积为若初态时容器内外气体若初态时容器内外气体压强不同压强不同，则体积不等于内外气体体积之和。，则体积不等于内外气体体积之和。认为被充入的气体都在容器周围，且可以认为是一次性充入的，认为被充入的气体都在容器周围，且可以认为是一次性充入的，若初态时若初态时容器内外气体容器内外气

7、体压强相同压强相同，则体积为内外气体体积之和。，则体积为内外气体体积之和。状态方程：状态方程：p p1 1(V(VnV V0 0)p p2 2V V状态方程：状态方程：p p1 1V Vnp p1 1VV0 0p p2 2V V小结：小结：小结：小结：充气问题充气问题充气过程温度不变充气过程温度不变题型题型2 2：抽气问题：抽气问题思路：思路：思路：思路：将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，则质量不将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，则质量不变，故抽气过程可看作是等温膨胀过程。变，故抽气过程可看作是等温膨胀过程。思路：思路：思路：思路：大容器中剩余气体大容器

8、中剩余气体和灌气之后的所有小容器中的气体视为一个整体，将和灌气之后的所有小容器中的气体视为一个整体，将这一整体作为研究对象。这一整体作为研究对象。特例：特例：特例：特例：灌气问题（气体分装）灌气问题（气体分装）问题：问题：问题：问题：将将某大容器里的气体分装到多个小容器某大容器里的气体分装到多个小容器实质：实质：实质：实质：变质量问题转化为变质量问题转化为一定质量气体一定质量气体等温膨胀问题。等温膨胀问题。例例例例2 2 2 2 容积容积V V10L10L的钢瓶充满氧气后，压强的钢瓶充满氧气后，压强p p20atm20atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为到容积为V

9、V5L5L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压强强pp2atm2atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是数是 ()A.2 A.2瓶瓶 B.18 B.18瓶瓶 C.10 C.10瓶瓶 D.20 D.20瓶瓶p p20atm20atmV V10L10L。V V5L5LV V5L5LV V5L5L变质量的问题。V V5L5LV V5L5LV V5L5Lp p2atm2atmp p2atm2atmp p2atm2atmp p2atm2atmV V10L10L一定质量气体的等温变化B B B Bp V pV p nV解析：解析：解析：解析：由玻意耳定律得由玻意耳定律得:抽气过程温度不变抽气过程温度不变小结：小结：小结：小结：抽气问题抽气问题抽气过程可以看作充气过程的逆过程。抽气过程可以看作充气过程的逆过程。