首先,泵的质量不稳定。
自行车轮胎的体积是V,里面已经有压力为p0的空气了。现在,如果将轮胎内的气压提高到P,则假设充气过程是一个等温过程,可以将空气视为理想气体。如果轮胎体积保持不变,轮胎应充入相同温度和压力p0的空气。体积是多少?
分析:我们一开始就说过这种问题。我们必须把可变质量问题变成固定质量问题。以这个题目为例,如何转化?思路比较简单,就是把所有没有状态的空气作为研究对象。说白了就是气体等温压缩的过程。可以试着具体做。
第二,抽气质量不稳定的问题
用容积为v的活塞泵将容积为v0的容器中的气体抽出,如图。假设容器内原始气体压力为p0,气体温度在泵送过程中不会发生变化,求泵送活塞泵送n次后,容器内剩余气体的压力pn是多少?
分析:我们一开始就说过这种问题。我们必须把可变质量问题变成固定质量问题。不过这个问题应该是比较新的。我们首先要了解气泵的工作原理。显然,当活塞向下压时,下面的气门关闭,上面的气门打开。当活塞到达底部时,气缸中的气体被排出。说白了,此时的圆柱体可以近似视为真空。此时,泵送第一气体。仔细分析,不难知道这是一个等温膨胀过程,体积从V变为v v V,同样,第二次抽的初始状态的压力变成了第一次抽结束时的压力,体积变化仍然与第一次抽相同。我明白了,我们可以解决这个问题。
第三,充气质量不稳定的问题
一个容积为20升的氧气瓶含有30个大气压的氧气。现在,氧气被装入体积为5升的小钢瓶中,这样每个小钢瓶中氧气的压力为5个大气压。如果每个小钢瓶里原来的氧气压力是1atm,可以装多少瓶?(假设封装过程中不漏气,温度恒定)
分析:我们一开始就说过这种问题。我们必须把可变质量问题变成固定质量问题。首先,我们要知道atm是指标准大气压。如果不知道,没关系,就当是压力单位吧。但是这个问题的研究对象相对较多。应该分别选择氧气瓶中的氧气和小气瓶中的原始氧气作为研究对象。
具体来说,假设N个钢瓶可以分开装,最后气体的体积是V[ total ]=V0 nV(注意大钢瓶里的氧气不能完全出来)。V0=20L是大缸的容积,V=5L是每个小缸的容积。如果大缸里的气体最终占据了V[总量]里的V1,那么N个小缸里的气体就是V[总量]里的。
大钢瓶内气体的等温变化:P1 * v 0=p * v1 P1=30 ATM;
对于小钢瓶内的气体:P2 *(NV)=P(v0nv-V1)P2=1 ATM;P=5atm
那么,P1*(V0) P2*(nV)=P(V0 nV),所以n=25。
强调一下,有些参考文献会直接写P1*(V0) P2*(nV)=P(V0 nV),很难理解。希望你还是能按照我们的思路一步一步来,不容易出错。记住,记住!
第四,漏风的变质量问题
一个容器的体积是10升,所装气体的压力是210的6次方帕斯卡。如果温度不变,打开容器的开关后,容器内剩余的气体是原来的百分之几(假设大气压为1.010的5次方帕斯卡)。
分析:我们一开始就说过这种问题。我们必须把可变质量问题变成固定质量问题。像这个问题,我们的研究对象应该选择第一种气体,但是后来它经历了一个等温膨胀的过程。我们只要把现在的体积计算成展开体积的百分比,就相当于知道了答案。你清楚了吗?
添加:有时候画个示意图也是解决问题的有力辅助手段。