《2022届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练》专题24 充气、抽气、漏气和灌气变质量模型（解析版）

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2022 届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练
专题 24 充气、抽气、漏气和灌气变质量模型
专练目标 专练内容
目标 1充气模型（1T—5T）
目标 2抽气、漏气和灌气模型（6T—12T）
【典例专练】
一、充气模型
1．2021 年11 月7日，王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，成为中国首位出舱行走的女航天员，标志着
中国女航天员首次实现“太空漫步”．同时，新舱外航天服也在太空中首次亮相．假如在天和核心舱内航
天服内气压为 ，气体体积为 ，出舱进入太空后由于外部气压低，航天服内气体体积变为 ，
设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统，其内部气体视为理想气体．
①求此时航天服内气体的压强；
②若开启航天服的充气阀门，向航天服内充入同种气体，保持航天服内气体体积为 ，使航天服内的气
压缓慢恢复到 ，则需补充压强为 的等温气体多少升？
【答案】① ；②
【详解】①设初始时，航天服内气压为 体积 进入太空后气体体积
设此时气压为 ，气体做等温变化
解得
②设补充的气体的压强为
体积为 ，补充后航天服内的气压变为
总体积仍为
气体做等温变化
解得
2．被称为特大号“N95”的负压救护车是运送新冠肺炎患者的移动隔离舱，舱内的负压发生器可以让车厢
病员室产生低于大气压的负压，空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内已被污染的空气待消毒、过
滤等步骤后再排出。下表是负压救护车的一些技术参数。
病员室容积
换气次数
换气风量
负压
过滤效率 ，
在某次运送病人途中，车厢病员室换气时既进气也排气，已知病人上车前车厢内压强 ，车厢
外大气压强 。假设车厢内外温度相同且恒定，换气时间间隔相等，换气量均匀，忽略病人上
车前后病员室容积变化。求途中 12 分钟内须向外排出多少气体，才能让病员室负压差大小为 20 Pa。（保
留小数点后两位）
【答案】
【详解】假设只进气不排气，病员室容积 ，车厢内压强为 ，最终病员室压强
12 分钟内进入病员室的空气体积
以进入病员室空气为研究对象有
以进入病员室空气和病员室原有的气体总体为研究对象有
代入数据解得
向外排出气体体积
3．某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示，壶的容积为 1.5 L，内含1.0 L 的消毒液。现闭合阀门 K，缓
慢向下压 A，每次可向瓶内储气室充入 0.05 L 的1.0 atm 的空气，多次下压后，壶内气体压强变为 2.0 atm
时，按下B，阀门 K打开，消毒液从喷嘴处喷出，消毒液不再喷出时闭合阀门 K。设储气室内气体可视为理
想气体，充气和喷液过程中气体温度保持不变，不考虑导管内液柱对储气室内气体压强的影响，外界大气
压为 1.0 atm，1.0 atm
＝
1.0×105 Pa。
（1）求充气过程向下压 A的次数 n；
（2）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从
外界吸收的热量Q。
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