高考物理選修3-3一般指高中物理3-3選修課,其內(nèi)容包括:
氣體。
物態(tài)方程。
固體、液體。
熱力學(xué)第一定律。
熱力學(xué)第二定律。
具體有哪些章節(jié)及知識(shí)點(diǎn),需要以當(dāng)前使用的教材版本為準(zhǔn)。
【例題】某實(shí)驗(yàn)室中需要一種特殊氣體,該實(shí)驗(yàn)室中需要的氣體為氫氣和氧氣,已知氧氣和氫氣的混合氣體中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為x,試求:
(1)氫氣和氧氣的總質(zhì)量與總體積的比值(用x表示);
(2)若該氣體總質(zhì)量為m,求其中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【分析】
(1)根據(jù)氫氣和氧氣的體積分?jǐn)?shù),利用物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比,再根據(jù)阿伏伽德羅定律推導(dǎo)出質(zhì)量之比。
(2)根據(jù)氧氣和氫氣的質(zhì)量之和等于總質(zhì)量,再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于質(zhì)量之比求出氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【解答】
(1)設(shè)混合氣體總物質(zhì)的量為$n$,則有:$n(H_{2}) = nx$,$n(O_{2}) = (1 - x)n$,則混合氣體總質(zhì)量與總體積的比值為:$\frac{m}{V} = \frac{m}{\frac{nx + (1 - x)n}{n}} = \frac{m}{x + (1 - x)} = m(x + 1 - x)$。
(2)設(shè)氧氣和氫氣的總質(zhì)量為$m$,則氧氣和氫氣的物質(zhì)的量之和為$n$,則有:$m = n(H_{2}) \times 2 + n(O_{2}) \times 32$,解得:$n = \frac{m}{32(x + 1 - x)}$,所以氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{n(O_{2})}{n(H_{2}) + n(O_{2})} \times 100\% = \frac{32x}{x + 1 - x} \times 100\%$。
答案:(1)$\frac{m}{x + (1 - x)} = m(x + 1 - x)$
(2)$\frac{32x}{x + 1 - x} \times 100\%$。