借助质量守恒速解2016年高考全国新课标Ⅱ卷第33题

董 刚

(永昌县第一高级中学 甘肃 金昌 737200)(收稿日期：2016-06-12)



借助质量守恒速解2016年高考全国新课标Ⅱ卷第33题

董 刚

(永昌县第一高级中学 甘肃 金昌 737200)(收稿日期：2016-06-12)

以2016年高考全国新课标Ⅱ卷第33题为例，找到理想气体的3个状态参量与质量之间的关联，借助质量守恒定律快速准确解答变质量理想气体的问题．

质量守恒 理想气体 变质量 高考

一定质量的理想气体从状态1变化到状态2过程中满足

或

式中C是与p，V，T无关的常量，上面两个式子都叫做一定质量的某种理想气体的状态方程．普通高中课程标准实验教科书《物理·选修3-3》中未提及克拉珀龙方程

其中m表示理想气体的质量，M表示该气体的摩尔质量，n表示该气体的物质的量，R为理想气体常数，不过我们可以借鉴该方程得出

【题目】(2016年高考全国卷第33题)

(2)(10分)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．

解:设开始时瓶中氧气质量为m，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时瓶中氧气质量为m1，每天消耗的氧气质量为m2，重新充气前可供该实验室使用N天，由质量守恒定律可得

m=m1+Nm2

即

由于氧气的温度保持不变，所以上式可化为

pV=p1V1+Np2V2

化简可得

上面各式中

p=20 atm

p1=2 atm

p2=1 atm

V= V1=0.08 m3

V2=0.36 m3

代入数据可得 N=4天

点评:此方法简洁明了，适用于一切同种气体变质量问题，比如气体分装问题、充气问题、两部分同种气体混合问题等．

1 董刚，守恒思想在变质量气体中的应用.湖南中学物理，2015(6)：73