马斌
陕西省汉中市西乡县第二中学 陕西汉中 723500
摘要：对于变质量问题是高中物理热学部分的难点，而变质量问题在实际应用中非常普遍，而处理理想气题变质量问题的方法要结合实际物理模型进行分析，大多数学生对于此类问题感到非常的困扰．本文结合2019年、全国I卷第33题的第（2）问进行相应的解法分析及探讨，总结关于变质量的理想气体状态方程的处理方法。
关键词：高考物理；变质量；解题方法；教学启示
2019年全国Ⅰ卷选修３-3题目整体设计平稳，很多考生和教师的评价都较好．计算题部分设计很好，题目文字较少、简洁，让学生阅读一遍即可理解题意．题目是从混合气体的方式来考察学生对理想气体问题的处理方法，主要考察主干知识，多层次考察学生对理想气体状态方程的理解和应用。
1.原题
热等静压设备广泛用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃．氩气可视为理想气体．
（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（2）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．
2.试题特点：
2019全国I卷第33（2）题以材料加工中广泛应用的热等静压设备为背景，要求学生分析相应的气体变化过程，建立物理模型并应用气体定律解决问题，引导学生关注生产劳动中的物理原理；本题属于变质量问题，如果以氩气瓶中的气体作为研究对象属于“放气问题”，如果以炉腔里面的气体作为研究对象属于“充气问题”，均属于变质量问题，但是如果我们将所有的气体分成两个部分：最终充入到炉腔的气体和最终剩余在氩气瓶里的气体，则可将变质量问题转变为定质量问题，进而达到解决问题的效果。本题是通过学习理想气体状态方程，把变质量的问题变成一定质量的问题进行处理，在考察学生的思维能力上具有一定的层次性所以题目的设计上很好地体现了高考人才的选拔功能，考察学生对已学知识的理解、应用、知识的迁移等各方面的能力。
3.试题分析：
本题涉及到的知识点都是学生在备考复习及真题研究中常遇到的模型．解决本题的前提是学生要学会把变质量问题变成一定质量的理想气体状态方法问题．在教材上主要介绍的是恒定质量的理想气体状态方程，所以本题对学生的能力要求较大．
4.解法探析：
（i）解法一：
我们将所有的气体分成两个部分：最终充入到炉腔的气体和最终剩余在氩气瓶里的气体,设每瓶氩气的体积为，充气前的压强为，其中在原压强下有体积为的氩气最终充入到炉腔里面，体积为的氩气最终留在了瓶中体积扩张为，压强变为了；并设10瓶氩气充入炉腔之后炉腔内的气体压强变为了，则：
对于充入炉腔的那部分氩气而言，由理想气体状态方程可得：
①
对于剩在氩气瓶的那部分氩气而言，由理想气体状态方程可得：
②
又因为： ③
①②③式联立可得
解法二：根据根据道尔顿分压定律：如果有ｎ种理想气体，分开时的状态分别为（）、（）……（），将他们混合起来后状态变为了（），那么有：，反之该定律也成立。那么可以对10瓶氩气中所有气体用道尔顿分压定律，则，解得
5.教学启示
通过本题的题述及解题方法来看，题述看似简单，但是思想并不单一，
可以从不同角度去考察，学生对理想气体状态方程的理解及应用，从变质
量到恒质量的转变在培养学生的独立思考和发散思维上具有重要意义，所以在以后的教学以下几点：
（1）回归教材，狠抓基础，因为在教材中主要讲述的是３个实验定律的应用，要让学生能够理解理想气体状态方程的适用条件．重视过程的分析，特别是在处理理想气体有关问题时压强的分析和计算，同时处理解决相应的一定质量问题以外，要适当地加大学生对变质量问题的理解及应
用，只有学生的基本能力扎实了，当遇到具有一定难度的问题时学生才能转变思维。
（2）灵活应用，思维提升．变质量问题对于大多数学生来说具有一定的难度，但是处理变质量问题还是源于一定质量的理想气体状态方程 ． 当遇到多个系统混合为一个整体时，很多学生就无从下手．这主要是没有把理想气体状态方程的应用化为自己内在的能力．当遇到变质量问题，应该想到怎样把复杂的问题简单化，把变质量化为恒定质量来处理，使问题简单化．所以在教学中，不仅只停留在教材上，应该把教材与
实际生活问题联系起来，对于变质量问题，比如充气、放气、抽气等问题，应该系统化地使学生掌握，让学生灵活应用已学知识处理相应的问题，充分培养学生的发散思维能力，提高学生思维的缜密性和创造性．
参考文献：
１ 丁锦飞．道尔顿分压定律的泛用［J］ ．青海师专学报，1983（01）： 132-134．
２ 杨勇．理想气体状态方程处理变质量问题的方法［J］．西藏教育，2020（06）：30-32
３ 岑忠．2019年全国高考理综新课标卷Ⅰ物理第33题评析及备考启示［J］.中学教学参考，2019（02）：44-45