高中物理：假设法在空气性质变化中的应用

学习气体的性质时，同学们经常会遇到气体状态参量变化和气体质量变化等问题，往往难以下手。而“假设法”能起到化繁为简、化难为易的作用。现介绍“假设法”的几个应用。

一. “假设法”处理三个参量同时变化的问题

当气体的三个参量同时变化时，在某些问题中，可先假设一个参量不变（这是控制变量法的思想），再讨论另外两个参量的变化关系。这样可将问题大大简化。

例1. 在图（1）所示的两端封闭，水平放置的粗细均匀玻璃管中，水银柱将气体隔成了体积不同的左右两部分。初温，当两部分气体升高相同温度时，判断水银柱如何移动？

图1

解析：升温后，左、右两部分压强都要增大，体积也可能变化，但不易看出如何变化。可先假设一插销将水银柱固定住，则问题简化为两部分气体做等容变化。由查理定律可推得压强增量，由于两边气体初温相同，初始压强相同，温度升高相同，则初温低的压强增量大，水银柱将向左移动。

二. “假设法”处理气体的变质量问题

气体实验定律只适用于一定质量的气体变化过程，但有些问题中往往涉及质量变化问题（如打气、抽气等）。同样通过巧妙的假设，将变质量问题转化成定质量问题。

例2. 用压强的氢气钢瓶给容积的真空气球充气，当气球内气体压强充至时停止，此时钢瓶内气压降为。设充气中温度不变。求钢瓶的容积。

解析：充气中钢瓶内氢气质量减少，不符合玻意耳定律的要求。若假设一个皮囊与钢瓶相通，瓶内膨胀的气体全在气囊中，压强仍为，体积为。这就把变质量问题转化为定质量问题。然后让瓶与囊分开，气体全部转移给气球，又是一个定质量问题。

对钢瓶内气体由玻意耳定律得

再把移入气球

由两式解得

三. “假设法”判断汞柱的移动

在某些问题中，把某变化条件合理推到极端，则矛盾迅速暴露出来，从而缩短分析的时间，提高判断的效率。

例3. 如图2所示的连通器A、B管内封有空气，C管敞开竖直向上。开始时，A、B、C内水银液面等高，若在C中注入少许水银，判断三管中液面上升高度的关系。

图2

解析：由于在C处加入水银，矛盾并不突出。假设加较多的水银，因为A、B均封闭，C敞口，显然C内液面上升最多。A、B开始时气柱长，但不知道大多少，管的粗细关系也不知道，但若把条件外推到，，则柳暗花明。此时即使在C中稍加水银，也可判断出。

▍ 来源：综合网络