第2講固體、液體和氣體

素養(yǎng)目標(biāo)L能從真實(shí)的物理情境中認(rèn)識(shí)固體與液體的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)氣體分子運(yùn)動(dòng)特

點(diǎn).(物理觀念)2.從分子動(dòng)理論角度理解理想氣體.(科學(xué)思維)3.會(huì)應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律與理

想氣體狀態(tài)方程分析解決實(shí)際問題.(科學(xué)思維)4.能理解氣體各種圖像和物理意義，會(huì)分析

氣體圖像問題.(科學(xué)思維)

理清教材,‘強(qiáng)基固本基礎(chǔ)梳理?通教材

1必備知識(shí)

一、晶體和非晶體液晶

1.晶體與非晶體

晶體

比較非晶體

單晶體多晶體

外形規(guī)則不規(guī)則

熔點(diǎn)確定不確定

物理性質(zhì)各向星1生各向同性

有規(guī)則，但多晶體每個(gè)晶粒間的排

原子排列無規(guī)則

列無規(guī)則

2.液晶

(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向副生，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液體的流

動(dòng)性.

(2)液晶分子的位置無序使它像液體,排列有序使它像晶體.

(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是雜亂無章的.

二、液體的表面張力

1.作用：液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢.

2.方向：表面張力跟液面相切,且跟這部分液面的分界線垂直.

3.大小：液體的溫度越高，表面張力越小;液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變小;液體

的密度越大，表面張力越大.

三、飽和汽、未飽和汽與飽和汽壓相對(duì)濕度

1.飽和汽與未飽和汽

(1)飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.

(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.

2.飽和汽壓

(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng).

(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大,且飽和汽壓與飽和

汽的體積無關(guān).

3.相對(duì)濕度

空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比.即:

用“汩曲水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)

相對(duì)濕度=------------------.

同溫度水的飽和汽壓

四、氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布

1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

2.氣體的壓強(qiáng)

(1)產(chǎn)生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而

穩(wěn)定的壓力.

(2)決定因素

①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.

②微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度.

五、氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質(zhì)量的某種氣體，一定質(zhì)量的某種氣體，

一定質(zhì)量的某種氣體，

在體積不變的情況下，在壓強(qiáng)不變的情況下，

內(nèi)容在溫度不變的情況下，

壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成體積與熱力學(xué)溫度成

壓強(qiáng)與體積成反比

正比正比

也=以匕=口

表達(dá)式p\Vi=piVi

TiTzTi邕

拓展式——Np="bT

TiTi

2.理想氣體狀態(tài)方程

(1)理想氣體：把在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體稱為理想氣體.在

壓強(qiáng)不太大、溫度不太低時(shí)，實(shí)際氣體可以當(dāng)成理想氣體.

(2)理想氣體狀態(tài)方程：&凹=以乜.

hIz

2自主速測

1.思維辨析

(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的.()

(2)晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的.()

(3)液晶是液體和晶體的混合物.()

(4)船浮于水面上是液體的表面張力作用的結(jié)果.()

(5)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行.()

2.如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了.產(chǎn)生這一現(xiàn)象的

原因是()

A.玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體

B.玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體

C.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊

D.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張

3.盛有氧氣的鋼瓶，在27℃的室內(nèi)測得鋼瓶內(nèi)的壓強(qiáng)是9.31x106「人當(dāng)鋼瓶搬到一

23C的工地上時(shí)，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)?)

A.4.65x106paB.7.76xl06Pa

C.9.31X106PaD.12.0x106pa

重難考點(diǎn)《全線突破考點(diǎn)研究?清障礙

考點(diǎn)固體和液體

1核心歸納

1.晶體的微觀結(jié)構(gòu)

⑴晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地期性地在空間排列一

(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋晶體的特點(diǎn)

現(xiàn)象原因

有確定的幾何外形內(nèi)部微粒有規(guī)則地排列

內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不同方向的微粒的分

物理性質(zhì)各向異性

布情況不同

多形性組成晶體的微粒可以形成不同的空間點(diǎn)陣

2.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)分子間的距離很小：在液體內(nèi)部分子間的距離在10-1°m左右.

（2）液體分子間的相互作用力很大，但比固體分子間的作用力要小.

（3）分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合.

3.液體的表面張力

表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用

形成原因

力表現(xiàn)為引力

表面層分壬間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊

表面特性

的彈性薄膜，分子勢能大于液體內(nèi)部的分子勢能

方向和液面相切，垂直于液面上的分界線

表面張力使液體表面縣有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積

效果

相同的條件下，球形的表面積最小

典例1（2024?江蘇高三期末）在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其

上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示.甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加

熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則以下說法正確的是（

甲丙

A.甲、乙為非晶體，丙是晶體

B.甲、乙為晶體，丙是非晶體

C.甲、丙為非晶體，乙是晶體

D.甲為晶體，乙為非晶體，丙為單晶體

2多維專訓(xùn)

1.［對(duì)表面張力的理解］（多選）下列說法正確的是（）

A.把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上，這是由于水表面存在表面張力

B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互

吸引力

C.將玻璃管的裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖?/p>

用下，表面要收縮到最小

D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性

2.［分子勢能與分子間距離的變化關(guān)系］由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形

的.在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為（填“引力”或“斥

力”）.分子勢能昂和分子間距離『的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水

分子EP的是圖中（填或"0）的位置.

考點(diǎn)且氣體的性質(zhì)及氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

1核心歸納

1.氣體的分子動(dòng)理論

(1)氣體分子間的作用力：氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用

力十分微弱，可以忽略不計(jì)，氣傕分壬間除碰撞處無相互作用力一

(2)氣體分子的速率分布：表現(xiàn)出油畫妥—g比絲的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.

(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向：氣體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)是雜亂無章的，但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均

等.

(4)氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系：溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，

速率的平均值也是確定的；溫度力直」氣體分壬的壬均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率

都增大.

2.氣體壓強(qiáng)常見的兩類模型

(1)活塞模型：如圖甲、乙所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.

對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)

平衡條件或牛頓第二定律列方程.圖甲中活塞的質(zhì)量為，"，橫截面積為S,外界大氣壓強(qiáng)為

po.由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以poS+〃?g=pS,則氣體的壓強(qiáng)為尸=po+字.圖乙中的液柱

也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以ps+"?g=p遇，則氣體壓強(qiáng)為p=po-管

=00一。液g瓦

(2)連通器模型：如圖丙所示，U形管豎直放置，同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相

等，所以氣體笈和氣體4的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來，貝！1有PB+〃液g/?2=P4,而P4

=po+p^ghi,所以氣體B的壓強(qiáng)為PB=PO+〃液g(/“-7”).

典例2若已知大氣壓強(qiáng)為R0,如圖所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為〃,

求下列各圖中被封閉氣體的壓強(qiáng).

甲乙丙丁

2多維專訓(xùn)

1.［對(duì)分子速率分布圖像的理解］（多選）氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的

分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示，下列說法正

確的是（）

單位速率間隔的分子數(shù)

A.圖中兩條曲線下面積相等

B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形

C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形

D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目

2.［汽缸一活塞模型中氣體壓強(qiáng)的計(jì)算I如圖甲、乙所示兩個(gè)汽缸的質(zhì)量均為內(nèi)部

橫截面積均為S,兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為"，，圖甲中的汽缸靜止在水平面上，圖乙中的活塞和

汽缸豎直懸掛在天花板下.兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體N、B,大氣壓強(qiáng)為po,

重力加速度為g,求封閉氣體N、3的壓強(qiáng)各多大？

考點(diǎn)同氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

1核心歸納

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

項(xiàng)目微觀解釋

一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定.在

玻意耳定律

這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)

就增大

一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不

查理定律變.在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體

的壓強(qiáng)就增大

一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大.只有氣

蓋一呂薩克定律體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不

變

2.理想氣體狀態(tài)方程

(1)理想氣體狀態(tài)方程：華三C.

(2)理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系

代當(dāng)7一定時(shí)，piVi^piVi

玻意耳定律；

￡1匕=①亥②當(dāng)p一定時(shí)，匕=亥

TiTiT172

蓋一呂薩克定律；

③當(dāng)/一定時(shí)，回=改

TiTi

■查理定律.

3.克拉珀龍方程

設(shè)氣體質(zhì)量為，"，摩爾質(zhì)量為跖貝！］物質(zhì)的量為〃="那么有叱=也式中―"火，R

MT

為普適氣體常量，R約為8.3J/(molK),即pF="RT.此方程叫作克拉珀龍方程.

典例3(2023?全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為L2個(gè)大氣壓，溫度為17°C,密度

為1.46kg/m3.

(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)

氣體的密度；

(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)

氣體的密度.

2多維專訓(xùn)

1.［應(yīng)用狀態(tài)方程分析氣體圖像問題］如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)N開始，

經(jīng)歷兩個(gè)過程，先后達(dá)到狀態(tài)5和C,4、3和C三個(gè)狀態(tài)的溫度分別為〃、4和Tc.下列

說法正確的是()

A.TA—TB,TB<TC

B.TA<TB,TB=TC

C.狀態(tài)N到狀態(tài)3的過程中氣體分子的平均動(dòng)能增大

D.狀態(tài)5到狀態(tài)C的過程中氣體的內(nèi)能增大

2.［氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用］工人澆筑混凝土墻壁時(shí)，內(nèi)部形成了一塊氣密性良好且充滿

空氣的空腔，墻壁導(dǎo)熱性能良好，且將空氣視為理想氣體，7=f+273K.

墻體

氣壓傳感器______

(1)空腔內(nèi)氣體的溫度變化范圍為一33?47℃,問空腔內(nèi)氣體的最小壓強(qiáng)與最大壓強(qiáng)之

比；

(2)填充空腔前，需要測出空腔的容積.在墻上鉆一個(gè)小孔，用細(xì)管(體積不計(jì))將空腔和

一個(gè)帶有氣壓傳感器的汽缸連通，形成密閉空間.當(dāng)汽缸內(nèi)氣體體積為1L時(shí)，傳感器的

示數(shù)為1.0atm.將活塞緩慢下壓，汽缸內(nèi)氣體體積為0.7L時(shí)，傳感器的示數(shù)為1.2atm.求

該空腔的容積.

答案及解析

理清教材<‘強(qiáng)基固本基礎(chǔ)梳理?通教材

1.思維辨析

(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的.(X)

(2)晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的.(Y)

(3)液晶是液體和晶體的混合物.(x)

(4)船浮于水面上是液體的表面張力作用的結(jié)果.(x)

(5)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行.(N)

2.如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了.產(chǎn)生這一現(xiàn)象的

原因是)

玻璃管

A.玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體

B.玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體

C.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊

D.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張

答案：C

3.盛有氧氣的鋼瓶，在27℃的室內(nèi)測得鋼瓶內(nèi)的壓強(qiáng)是9.31x106「山當(dāng)鋼瓶搬到一

23℃的工地上時(shí)，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)椋ǎ?/p>

A.4.65x106「亂B.7.76xl06Pa

C.9.31x106D.12.0xl06Pa

解析：鋼瓶內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由勺=§，解得P2=7.76xl（）6pa,B正確.

TiTi

答案：B

考點(diǎn)固體和液體

典例1（2024?江蘇高三期末）在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其

上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示.甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加

熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則以下說法正確的是（）

B.甲、乙為晶體，丙是非晶體

C.甲、丙為非晶體，乙是晶體

D.甲為晶體，乙為非晶體，丙為單晶體

解析：晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn).丙固體在導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)為

各向異性，甲、乙固體在導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)為各向同性，但不能確定其他性質(zhì)是否也為各

向同性.則甲在導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)為各向同性，且有一定的熔點(diǎn)，可能是多晶體也可能是

單晶體；乙在導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)為各向同性，沒有一定的熔點(diǎn)，是非晶體；丙在導(dǎo)熱性能

方面表現(xiàn)為各向異性，有一定的熔點(diǎn)，是單晶體.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.故選D.

2多維專訓(xùn)

1.［對(duì)表面張力的理解］（多選）下列說法正確的是（）

A.把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上，這是由于水表面存在表面張力

B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互

吸引力

C.將玻璃管的裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖?/p>

用下，表面要收縮到最小

D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性

解析：水的表面張力托起針，A項(xiàng)正確；B、D兩項(xiàng)也是表面張力的原因，故B、D均

錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確.

答案：AC

2.［分子勢能與分子間距離的變化關(guān)系］由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形

的.在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為（填“引力”或“斥

力”）.分子勢能瓦和分子間距離『的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水

分子EP的是圖中（填或“的位置.

解析：水滴表面層使水滴具有收縮的趨勢，因此水滴表面層中，水分子之間的作用力

表現(xiàn)為引力；水分子之間引力和斥力相等時(shí)，分子間距r=“，分子勢能最小；當(dāng)分子間表

現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離因此，小水滴表面層中水分子耳對(duì)應(yīng)于位置C.

答案：引力C

考點(diǎn)且氣體的性質(zhì)及氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

典例2若已知大氣壓強(qiáng)為po,如圖所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為〃,

求下列各圖中被封閉氣體的壓強(qiáng).

解析：⑴在題圖甲中，以高為互的姆為砒龍對(duì)象，由二力平衡知。氣S+pgGS=poS

所以P氣=Po_pgh?

(2)在題圖乙中，以6液面為研究對(duì)象，由平衡方程/上=歹下，有：p氣S+〃迎S=poS

所以p氣=po—九

(3)在題圖丙中，以旦邀畫為研究對(duì)象，有

p氣S+pghSsin6O0=po5

所以p氣=R)一；pg九

(4)在題圖丁中，根據(jù)帕斯卡定律可知，同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，則有1

圾土￡的2=以

而PA=po+pghi

所以氣體B的壓強(qiáng)為PB=PQ+pg(h1—A2).

答案：甲：po-pgA乙：pQ—pghT：pA=po+pgh\,pB=po+pg(hi

—hi)

2多維專訓(xùn)

1.［對(duì)分子速率分布圖像的理解］(多選)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的

分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示，下列說法正

確的是()

單位速率間隔的分子數(shù)

A.圖中兩條曲線下面積相等

B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形

C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形

D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目

解析：根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變

化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項(xiàng)A正確；題圖中虛線占百分比較大

的分子速率較小，所以對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形，選項(xiàng)B正確；題圖中實(shí)線占

百分比較大的分子速率較大，分子平均動(dòng)能較大，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，可知

實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中

曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的

氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

答案：ABC

2.［汽缸一活塞模型中氣體壓強(qiáng)的計(jì)算I如圖甲、乙所示兩個(gè)汽缸的質(zhì)量均為內(nèi)部

橫截面積均為S,兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為次，圖甲中的汽缸靜止在水平面上，圖乙中的活塞和

汽缸豎直懸掛在天花板下.兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體N、B,大氣壓強(qiáng)為po,

重力加速度為g,求封閉氣體N、5的壓強(qiáng)各多大？

/〃〃/〃///////

解析：題圖甲中選活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知"S=poS+

題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知P~=PBS+場,

PB^

Mg

(b)

竺全?4磐?_Mg

合茶：po十Po

考點(diǎn).氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

典例3(2023?全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17°C,密度

為1.46kg/m3.

(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)

氣體的密度；

(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至L0個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)

氣體的密度.

解析：(1)由攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系可得Ti=(273+17)K=290K,72=(273+27)

K=300K

由克拉珀龍方程p/="RT可知心=叱

miR也

其中〃為封閉氣體的物質(zhì)的量，即理想氣體的”正比于氣體的質(zhì)量，則展上三且

。2一烈一處

VT2

其中PI=P2=1.2R),P1=1.46kg/m3,代入數(shù)據(jù)解得〃2=1.411i8/1113.

mip2V

(2)由題意得P3=po,73=(273+27)K=300K,同理可得.=±=12

P3m3P3y

vT3

代入數(shù)據(jù)解得〃3=L18kg/m3.

答案：(1)1.41kg/m3(2)1.18kg/m3