《2022年高考物理冲刺新题重点专题专练（全国通用）》专题03 气态方程计算专练（三）（解析版）

3.0 envi 2025-03-19 16 4 246.42KB 9 页 3知币
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理想气体气态方程计算专练三———实际应用专题
1．农药喷雾器的原理如图所示，储液筒与打气筒用软细管相连，先在桶内装上药液，再拧紧桶盖并关闭
阀门 K，用打气筒给储液筒充气增大储液筒内的气压，然后再打开阀门，储液筒的液体就从喷雾头喷出，
已知储液筒容器为 10L（不计储液筒两端连接管体积），打气筒每打一次气能向储液筒内压入空气
200mL，现在储液筒内装入 8L 的药液后关紧桶盖和喷雾头开关，再用打气筒给储液筒大气．（设周围大气
压恒为 1个标准大气压，打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变），求：
①要使贮液筒内药液上方的气体压强达到 3atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；
②打开喷雾头开关 K直至储液筒的内外气压相同，储液筒内剩余药液的体积．
【答案】(1)20 (2)
【解析】
（1）设需打气的次数为 ，每次打入的气体体积为 ，储液桶药液上方的气体体积为 ，则开始打气前：
储液筒液体上方气体的压强： 气体的体积为： 打气完毕时，储液筒内药液上方的
气体体积为： 压强为： 打气过程为等温变化，根据玻意耳定律得： 代入数据解
得：
（2）打开喷雾头开关 K直至贮液筒内外气压相同时，设储液筒上方气体的体积为 ，此过程为等
温变化，所以： 代入数据解得： 所以喷出的药液的体积
2．热等静压设备广泛用于材料加工，该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真
空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料进行加工处理，改变其性能，一台
热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积 ，腔颅腔抽真空后，在室温下用压缩机将
多瓶氩气压入到炉腔中，使得炉腔中气体在室温下的压强至少为 ，已知每瓶氩气的容积
，使用前瓶中气体压强 ，使用后瓶中剩余气体压强 ；室温为
，加压后的氩气可视为理想气体。
(1)求至少要准备的氩气瓶数；
(2)若将炉腔中气体在室温下的压强增大至 后，用升高温度的方法继续使炉腔内压强增加到
，求此时炉腔中气体的温度 。
【答案】(1)11 瓶；(2)
【解析】
(1)设炉腔内压强为 的氩气气体积为 解得 设瓶内剩余氩气在压强为 下的体积为
解得 设至少要压入 瓶氩气，则有 解得 即至少要准备 11 瓶
氢气。(2)炉腔内气体的体积不变由查理定律 解得
3．一圆柱形茶杯用杯盖盖紧，水平放在高温消毒柜里进行高温消毒。开始时茶杯内部封闭气体的温度为
室内温度 ℃、压强为外界大气压强 cmHg，随着柜内温度的升高，杯子逐渐漏气，当达到最
高温度 ℃时杯内封闭气体的压强仍然为 ，消毒完成后，经足够长时间，茶杯内气体的温度降为
℃。已知茶杯用杯盖盖紧后杯内气体的体积为 V，假设温度达到 t2后茶杯不再发生漏气。求：
（1）消毒后杯内气体的最终压强；
（2）高温消毒后杯内气体的质量与消毒前杯内气体质量之比。
【答案】（1）p=57cmHg；（2）
【解析】
（1）杯内气体温度从 127℃降到 27℃的过程中发生等容变化，根据查理定律有 其中
T2=(273+127)K=400K，T3=(273+27)K=300K 解得消毒后杯内气体的最终压强 p=57cmHg（2）杯内气体温度从
27℃升到 127℃的过程中，假设气体做等压变化，则根据盖—吕萨克定律有 其中
T1=(273+27)K=300K 解得 高温消毒后杯内气体的质量与消毒前杯内气体质量之比为 得
4．如图所示，一定质量的理想气体从状态 A开始经过状态 B变化到状态 C，已知气体在状态 C时压强为 ，
内能为 ，该理想气体的内能与热力学温度成正比。
（1）求出状态^时气体的压强 和温度 ；
（2）从状态 A经过状态 B到状态 C的过程中，气体是吸热还是放热？求出气体吸收或放出的热量。
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