第十五章 第77课时 专题强化：理想气体的变质量问题-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

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专题强化：理想气体的变质量问题
1.能够通过合理选择研究对象，将充气、抽气、灌装、漏气等变质量问题转化为一定质量的气体问题，培养建模能力。2.能够解决混合气体问题，培养科学思维能力。
1.充气问题选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题。2.抽气问题选择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，抽气过程可以看成质量不变的等温膨胀过程。
3.灌气分装把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。4.漏气问题选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使漏气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题。
　　　(2025·江苏宿迁南通连云港三市二模)某校冬季篮球比赛在球馆内进行，篮球被带入球馆前，球内理想气体的温度t1=-3 ℃，压强p1=1.35 ×105 Pa。被带入球馆后一段时间，球内气体温度t2=7 ℃，球的体积保持不变。(1)求温度为t2时球内气体压强p2；
答案　1.4×105 Pa　
(2)比赛要求篮球内气体压强p=1.6×105 Pa，则需充入一定质量的该理想气体。设充气过程中球内气体温度保持t2不变，求充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值k。
(2)袖带内气囊中放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。
充入气体或排出气体属于变质量问题，一般选充入后或排出前所有气体为研究对象，把变质量转化为一定质量的理想气体进行研究，从而直接应用气体实验定律列方程求解。求充入或排出气体的质量与总质量之比，也就是求充入或排出气体的体积与总体积之比。
　　　卡式炉由于容易携带，受露营人士的喜爱。某卡式炉使用的燃气罐的容积为V1=600 mL，新的气罐未使用前，在温度t1=27 ℃时，罐内气体的压强为p1=2.4×106 Pa，罐内燃气可视为理想气体，不考虑气罐容积的变化，热力学温度T和摄氏温度t的关系为T=(t+273) K。(1)当气罐温度上升到t2=37 ℃时，求罐内气体的压强；
答案　2.48×106 Pa　
(2)现使用该燃气罐给卡式炉供气做饭，已知卡式炉平均每分钟使用的燃气在标准大气压p0=1×105 Pa时的体积为ΔV=120 mL，则在温度t2=37 ℃时，该气罐中燃气能够使用多长时间？
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1.(2026·江苏兴化市调研)自行车是生活中常见的交通工具，已知某款自行车轮胎容积为V=2 L。在t1=7 ℃时胎压为p1=1.4×105 Pa，忽略整个过程轮胎的体积变化。(1)当环境温度为t2=27 ℃时，求轮胎内的气体(可视为理想气体)压强p2；
答案　1.5×105 Pa　
(2)说明书上注明在27 ℃时，轮胎气压p3=2.5×105 Pa为达标气压，一打气筒每次可将压强为p0=1.0×105 Pa、体积为V0=0.2 L的外界气体(可视为理想气体)打进轮胎，求应打气次数n。
(2)温度降至27 ℃时，罐内气体压强变为原来的多少倍？
3.(2025·江苏扬州市模拟)如图所示为一个带有阀门K、容积为2 dm3的容器(容积不可改变)。先打开阀门让其与大气连通，之后关闭阀门再用打气筒向里面打气，打气筒每次可以打进1.0×105 Pa、200 cm3的空气，忽略打气和用气时气体(可视为理想气体)的温度变化(设外界大气的压强p0=1.0×105 Pa)。(1)若要使容器中气体压强增大到5.0×105 Pa，应打多少次气？
(2)若上述容器中装的是5.0×105 Pa的氧气，现用它给容积为0.7 dm3的真空瓶充气，使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105 Pa，则最多可充多少瓶？
4.(2026·江苏南京市模拟)如图为某学校的气膜体育馆，要求馆内空气压强高于馆外空气压强，通过自动充气装置将馆内外气压差维持在250~ 500 Pa，这种气压差对人体是安全的，且有利于营造馆内的富氧环境，对运动者的健康有益。已知馆内空间体积为V，空气温度T1=300 K且保持不变，馆外大气压强为p0=1.0×105 Pa，假设空气可看作理想气体，标准状态下(0 ℃，p0=1.0×105 Pa)空气的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA。某次充气后到下次充气前，求：(1)漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比；
(2)漏掉空气分子的总个数。
5.2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了第一次天和核心舱太阳翼的修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积V1=20 m3，核心舱容积V2=100 m3，开始气闸舱和核心舱的气压都为p0(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机缓慢将气闸舱内的气体
抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，气体可视为理想气体，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求：
(1)内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为ΔV= 2 m3，缓慢抽气过程中，抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小；
(2)每次抽气的体积还是ΔV=2 m3，抽气几次后气闸舱内压强小于0.7p0。