做真题学物理-2021年新高考河北卷第16题

发布于 2022-06-25 17:27 ，所属分类：在线教育信息快讯

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#等容变化#等温变化#选择合适研究对象#问题的转化

做真题，学物理，畅游知识海洋，通晓万物之理，掌握内在逻辑，考试满分高分。本题考理想气体内容，涉及理想气体的等容变化和等温变化过程。要结合所学的规律，根据所给的信息描述，确定合适的研究对象，解答问题。

16. 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0×103Pa。

（1）当夹层中空气的温度升至37℃，求此时夹层中空气压强；

（2）当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa。

解析和解答如下：
夹层中的空气和环境中的大气均可看作理想气体。
（1）已知初始状态P1=3.0×103Pa，T1=300K。
设夹层体积为V，空气初始质量为m。温度升高至T2=310K，压力为P2。
属于等容变化，根据查理定律：
P1/T1=P2/T2

可得：

P2=T2P1/T1=310×3.0×103/300=3.1×103Pa。

（2）不知道气体空气在不同状态下的密度，无法直接计算。但是知道温度和压力均相同的空气，其密度是相同的。可将质量比转化为体积比。

示意图如下：

以夹层内气体为研究对象，被压缩（虚拟）后压强为P0=1.0×105Pa，体积为V2。温度均为T=300K，为等温变化，根据波意耳定律：

P1V=P0V2

可得：

V2=P1V/P0=3.0×103V/(1.0×105)=0.03V

增加的空气体积为：ΔV=V-V2=0.97V。

增加的空气质量与原有空气质量的比值为：

Δm/m=ΔV/V2=0.97V/(0.03V)=97/3。

注意：本gongzhong号已经完成2016~2020年高考全国卷（I、 II、 III）、2021年高考全国甲、乙卷理综物理和化学试题必答题、物理热力学和理想气体选答题、化学有机选答题、2021河北高考化学卷等的详细解析。可在gongzhong号中按照题号搜索。

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