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氣體變質(zhì)量模型的處理方法

文章來(lái)源:上海松夏減震器有限公司 發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 10:16

氣體變質(zhì)量模型的處理方法

由于理想氣體狀態(tài)方程只適用于一定量的理想氣體,因此在分析變質(zhì)量問(wèn)題時(shí),我們可以巧妙地選擇合適的研究對象,即以進(jìn)入氣體和原始氣體為研究對象,或以排出氣體和剩余氣體為研究對象,從而將這類(lèi)問(wèn)題轉化為具有一定性質(zhì)的氣體問(wèn)題,用理想氣體狀態(tài)方程求解

氣體變質(zhì)量模型的類(lèi)型

1、空氣噴射模型

假設容器中充滿(mǎn)的氣體是用一個(gè)不可見(jiàn)的彈性袋收集的,那么當我們以容器和袋中的所有氣體為研究對象時(shí),無(wú)論這些氣體的狀態(tài)如何變化,它們的質(zhì)量始終保持不變。這樣,我們將變質(zhì)量問(wèn)題轉化為定質(zhì)量問(wèn)題

假設原始氣缸中的氣體壓力為P0,體積為v。每次注入壓力為P0、體積為V0的氣體,并計算n次驅動(dòng)后氣缸內氣體的壓力P。以注入n次的氣體和原始氣體為研究對象,則:

氣體變質(zhì)量模型的處理方法

p0(V+nV0)=PV,解決方案是:

2、泵送(通風(fēng))模型

在使用氣泵泵送容器的過(guò)程中,每次泵送時(shí),氣體質(zhì)量都會(huì )發(fā)生變化,其解決方案類(lèi)似于充氣問(wèn)題。假設每次抽取的氣體都包含在氣體變化的開(kāi)始和結束狀態(tài)中,即通過(guò)等效法

1、以n倍的釋放氣體和殘余氣體為研究對象空氣彈簧氣壓恒定,即等壓泵送的逆過(guò)程,計算釋放氣體的數量或釋放某一氣體后殘余氣體的壓力

pV=p0(V+nV0)空氣彈簧氣壓恒定,解決方案

2、以每次釋放的ml氣體和殘余氣體為研究對象,計算n次釋放后殘余氣體的壓力,第一次釋放ml氣體后,壓力為P1,則p0v=P1(V+m)

第一次釋放ml氣體后,壓力為P2,則:P1V=P2(V+m)

類(lèi)比:pn-1v=pn(V+m),解為:

氣體變質(zhì)量模型的處理方法

例如:

1、( 2017.惠州4月模擬]如圖所示,噴灑農藥的噴霧器總體積為14升。裝載液體后空氣彈簧氣壓恒定 理想氣體狀態(tài)方程的氣體變質(zhì)量模型,液體上方的空氣體積為2升,壓力為1大氣壓。充氣機的活塞可進(jìn)入1大氣壓的氣壓,體積為@0.2L環(huán)境溫度的變化這是不考慮的

① 我應該抽多少次空氣才能將藥水上方的氣壓增加到5 ATM

2.如果液位以上的氣體壓力達到5 ATM,停止吹氣并開(kāi)始噴灑,那么當噴灑器無(wú)法再次噴灑時(shí),瓶?jì)仁S喽嗌偕后w

解決方案:① 環(huán)境溫度不變空氣彈簧氣壓恒定,藥液上方封閉的氣體變?yōu)榈葴貭顟B(tài),設置泵n次,控制藥液上方封閉的空氣和注入的空氣

初始狀態(tài):P1=1atm V1=2L+02nl

最終狀態(tài):P2=5atm V2=2L

根據波義耳定律:p1V1=P2V2

解決方案:n=40

2.當噴霧器無(wú)法再次噴霧時(shí),氣缸內的空氣壓力為P3=1atm

根據波義耳定律:P2V2=p3v3

氣體變質(zhì)量模型的處理方法

解決方案:V3=P2V2/P3=10L

剩余溶液的體積v=14l-10l=4L

2、籃球的音量是多少2.5L空氣彈簧氣壓恒定 理想氣體狀態(tài)方程的氣體變質(zhì)量模型,當使用氣泵將空氣泵入籃球時(shí),每次吹入10^5pa的空氣。如果泵入前籃球中的空氣壓力也是10^5pa,則30次后籃球中的空氣壓力是多少?(在泵入過(guò)程中設置氣體溫度不變)

3、體積為Δ,V的活塞式抽氣器以體積VO排出容器中的氣體,如圖所示。讓容器中的原始氣體壓力為Po,且氣體溫度在抽氣過(guò)程中保持不變。計算抽氣器活塞后容器中剩余氣體的壓力PN演員被抽n次

4、帶開(kāi)口的玻璃瓶?jì)瘸錆M(mǎn)空氣。當溫度從0°C上升到100°C時(shí),質(zhì)量為1G的空氣將在瓶?jì)葥p失。瓶?jì)仍伎諝赓|(zhì)量有多少克?容器內剩余氣體的壓力p是多少

分析:當瓶子打開(kāi)時(shí),瓶?jì)群推客獾膲毫ο嗟?,大氣壓力被認為是恒定的,因此瓶?jì)瓤諝獾淖兓梢暈榈葔鹤兓?。讓瓶?jì)瓤諝饷芏葹?°C時(shí)的P1和100°C時(shí)的P1ρ2。瓶?jì)仍伎諝赓|(zhì)量為m空氣彈簧氣壓恒定 理想氣體狀態(tài)方程的氣體變質(zhì)量模型,且加熱后的空氣質(zhì)量損失為Δm。因為對于相同的氣體,ρ與m成正比,因此

p1/p2=m/(m-Δm)

根據蓋伊·盧薩克定律,密度方程:ρ1T1=p2T2

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