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1、模型24活塞封闭气缸系列51 .常见类型气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。封闭气体的容器（如汽缸、活塞）与气体发生相互作用的过程中，如果满足守恒定律的适用 条件，可根据相应的守恒定律解题。两个或多个汽缸封闭着几局部气体，并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各 局部气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各局部气体之间压强或体 积的关系式，最后联立求解。2 .解题思路 弄清题意,确定研究对象，一般地说，研究对象分两类:一类是热学研究对象（一定质量的理想 气体）;另一类是
2、力学研究对象（汽缸、活塞或某系统）。（2）分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据 气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等，列出辅助方程。（4）多个方程联立求解。对求解的结果应注意检验它们的合理性。多个系统相互联系的一定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进 行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究 对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联，假设活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定 两局部气体的压强关系。【典例5 （
3、2017全国卷,33）（多项选择）如下图，用隔板将一绝热汽缸分成两局部，隔板左 侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽 缸。待气体到达稳定后，缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。以下说法正确的选项是（）o隔板理想 气体真空A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【解析】气体向真空扩散的过程中不对外做功，且又因为汽缸绝热，可知气体自发扩散前后内 能相同,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程
4、中活塞对气体做功，因汽缸绝热，所以气体内 能增大,B、D两项正确;气体在被压缩的过程中,气体内能增加，温度升高,气体分子的平均动能 增加,E项错误。【答案】ABD【变式训练5】2018全国卷/,33(2)如图溶积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞 将汽缸分成容积相等的上下两局部，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有 一阀门Ko开始时,K关闭，汽缸内上下两局部气体的压强均为。现将K翻开,容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为5时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了g o6【答案】15Pos不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为go求流入汽缸内液体的质量。26。【解析】设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为压强为0；下方气体的体积为心压强为P2。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得VP()、=P2 V2由条件得V V V 13 V =-+=V2 6 8 24设活塞上方液体的质量为所由力的平衡条件得piSpS+mg联立以上各式得加=空。