高考物理選修3-3一般指高中物理3-3選修課,其內容包括:
氣體。
物態方程。
固體、液體。
熱力學第一定律。
熱力學第二定律。
具體有哪些章節及知識點,需要以當前使用的教材版本為準。
【例題】某實驗室中需要一種特殊氣體,該實驗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數為x,試求:
(1)氫氣和氧氣的總質量與總體積的比值(用x表示);
(2)若該氣體總質量為m,求其中氧氣的質量分數。
【分析】
(1)根據氫氣和氧氣的體積分數,利用物質的量之比等于壓強之比,再根據阿伏伽德羅定律推導出質量之比。
(2)根據氧氣和氫氣的質量之和等于總質量,再根據物質的量之比等于質量之比求出氧氣的質量分數。
【解答】
(1)設混合氣體總物質的量為$n$,則有:$n(H_{2}) = nx$,$n(O_{2}) = (1 - x)n$,則混合氣體總質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)設氧氣和氫氣的總質量為$m$,則氧氣和氫氣的物質的量之和為$n$,則有:$m = n(H_{2}) \times 2 + n(O_{2}) \times 32$,解得:$n = \frac{m}{32(x + 1 - x)}$,所以氧氣的質量分數為:$\frac{n(O_{2})}{n(H_{2}) + n(O_{2})} \times 100\% = \frac{32x}{x + 1 - x} \times 100\%$。
答案:(1)$\frac{m}{x + (1 - x)} = m(x + 1 - x)$
(2)$\frac{32x}{x + 1 - x} \times 100\%$。