突破重圍一招制勝

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1、突破重圍一招制勝——運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解讀四年海南高考物理模塊3-3氣體計(jì)算題陳益尖高考一年復(fù)一年，考生一屆換一屆。無(wú)論哪一屆，都要面臨著來(lái)自課本上的題、資料上的題、網(wǎng)上的題、歷屆高考題等等。好象千軍萬(wàn)馬重重圍困，讓人眼花繚亂，好迷惑！當(dāng)我們認(rèn)真理清各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將這些題，按知識(shí)結(jié)構(gòu)一一歸類(lèi)，不難看出，同一知識(shí)點(diǎn)的題，雖然，在情景創(chuàng)設(shè)上，不斷變臉；在綜合上，不斷換位，但是形變神不變，萬(wàn)變不離其中，運(yùn)用解決問(wèn)題的知識(shí)和方法，千古不變。除非知識(shí)老化，被新的的概念及規(guī)律所代替。下面以四年海南高考物理模塊3－

2、3，與理想氣體狀態(tài)變化有關(guān)的考題為例，怎么突出重圍，一招制勝？做一一解讀。17、（2007）模塊3－3試題⑵如圖，在大氣中有一水平放置的固定圓筒，它由a、b和c三個(gè)粗細(xì)不同的部分連接而成，各部分的橫截面積分別為2S、S和S。已知大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T(mén)0.兩活塞A和B用一根長(zhǎng)為4l的不可伸長(zhǎng)的輕線相連，把溫度為T(mén)0的空氣密封在兩活塞之間，此時(shí)兩活塞的位置如圖所示。現(xiàn)對(duì)被密封的氣體加熱，使其溫度緩慢上升到T。若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略，此時(shí)兩活塞之間氣體的壓強(qiáng)可能為多少？abcABll2l解讀：初態(tài)

3、：溫度已知，體積可以通過(guò)體積公式求出，壓強(qiáng)通過(guò)對(duì)兩活塞受力分析，再加上平衡條件，對(duì)A活塞有：對(duì)B活塞有：，由兩式求得：p1＝p0。由此開(kāi)始，溫度緩慢上升，兩活塞往何方走，容易讓人走入歧途，就是將它們當(dāng)做整體受力分析，得出合外力方向向右，它們向右運(yùn)動(dòng)，引起錯(cuò)覺(jué)的原因是；輕線的拉力，雖然為0，但是仍有氣體對(duì)它們的作用，誤當(dāng)氣體是傳遞它們之間的相互作用力，可以運(yùn)用整體法進(jìn)行受力分析。殊不知?dú)怏w與它們之間的作用力是獨(dú)立的，氣體對(duì)A、B活塞的作用力，并不相等。因此，不能濫用整體法分析。如何判斷它們的走向呢？理應(yīng)

4、從氣體實(shí)驗(yàn)定律思考，假設(shè)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積增大，則它們向左運(yùn)動(dòng)；假若氣體體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大。對(duì)它們受力分析，合外力向左，同樣向左運(yùn)動(dòng)，體積同時(shí)增大。顯然，前一種假設(shè)成立。既然，它們往左運(yùn)動(dòng)，那么運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隱含有多少的狀態(tài)變化過(guò)程？最終停止在哪里？這是運(yùn)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題時(shí)，必須思考的問(wèn)題。從前面分析中，可知，氣體先做等壓變化，由蓋·呂薩克定律得：求得：討論：1、當(dāng)T≤時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為：p2＝p0；2、當(dāng)T＞T2=時(shí)，由查理定律得：解得：（本式已包含第1種情況），此過(guò)程會(huì)一直持

5、續(xù)到活塞向左移動(dòng)的距離等于l為止。選用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題，要過(guò)五關(guān)斬六將，突破氣體狀態(tài)變化過(guò)程的重重圍困，方能取得勝利。如果從理想氣態(tài)方程思考問(wèn)題，初態(tài)已知，未態(tài)：已知溫度，應(yīng)用體積公式，求出體積，由解得：一招制勝。17．（2008）模塊3一3試題(2)(8分）如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體（可視為理想氣體），氣體溫度為T(mén)1．開(kāi)始時(shí)，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p0時(shí)，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃

6、管的容積為2.6V1．活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0．繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封．整個(gè)抽氣過(guò)程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求（Ⅰ）活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度；（Ⅱ）當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時(shí)氣體的壓強(qiáng)．解讀：從理想氣體狀態(tài)方程出發(fā)，活塞下方氣體，初態(tài)：已知溫度、體積、壓強(qiáng)，（1）已知了未態(tài)：體積和壓強(qiáng)，由即為所求，同理（2）也已知了未態(tài)：體積和溫度，由也可求。省去找氣體各個(gè)狀態(tài)變化過(guò)程，顯然，一步到位，如果從氣體實(shí)驗(yàn)定律思考問(wèn)題，又要費(fèi)盡心機(jī)，用盡九牛二虎之力，也

7、難弄清氣體各個(gè)狀態(tài)變化過(guò)程。不作解析。17．（2009）模塊3-3試題（12分）（II）（8分）一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為1．00atm（即76．0cmHg）、溫度為27．0℃的氦氣時(shí)，體積為3．50m3。在上升至海拔6．50km高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氦氣逐漸減小到此高度上的大氣壓36．0cmGg，氣球內(nèi)部因啟動(dòng)一持續(xù)加熱過(guò)程而維持其溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。已知在這一海拔高度氣溫為-48．0℃。求：（1）氦氣在停止加熱前的體積；（2）氦氣在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后的體積。解讀：從理想氣體狀

8、態(tài)方程出發(fā)，活塞下方氣體，初態(tài)：已知溫度、體積、壓強(qiáng)，（1）已知了未態(tài)：溫度和壓強(qiáng)，由即為所求，同理（2）也已知了未態(tài)：壓強(qiáng)和溫度，由也可求。省去找氣體各個(gè)狀態(tài)變化過(guò)程，顯然，一步到位。www.ks5u.com17、（2010）模塊3-3試題（12分）(2)（8分）如右圖，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；氣缸內(nèi)密封有溫度為、壓強(qiáng)為的理想氣體．和分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度．已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為，為正的常量；容器內(nèi)