高中物理高考复习阶段，如果你选修的是3-3，气体问题你一定会很熟悉。大到省统测、联考；小到月考、周练习都会考到气体的问题。其中气体的充气、抽气、分装等问题，虽然我们已经碰到过很多次了，依然会觉得相当“打脑壳”。最头疼的地方在于在充气、抽气、分装的过程中，气体的质量发生了变化，此时我们常用的理想气体状态方程竟然不再适用了！
具体原因如下：
在充气、抽气等问题中，容器里气体的质量发生变化，此时理想气体状态方程便不再适用。但是大家不用怕，我们也有专门的办法解决这类问题。具体方法举个例题体会一下：
2016全国新课标二卷
一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
解析：看起来氧气瓶的体积不变，很像是一个等容变化。但是仔细一想容器内气体质量发生变化，理想气体状态方程并不适用！应这样理解：由于温度保持不变，初末状态氧气瓶内的氧气都可以由玻意耳定律P1V1=P2V2便可以“等效”为一个大气压下体积，如下图所示:
瓶中氧气初状态等效过后的体积为1.6m3，末状态等效过后的体积为0.16m3，所以在一个大气压下便用了1.44m3；每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3 ，所以可以使用四天。
这样做的好处是可以继续使用理想气体状态方程，但问题是用这一套思路梳理下来，很多同学都被绕晕了，理解起来都费劲，更不用说做了。要是再碰到这一类问题，也还是容易出错，要是碰到的过程再复杂一点，后果不堪设想！
所以给大家新推荐一种方法，混合气体状态方程，就是解决这类问题的利器，可以省略中间的等效过程，直接找到问题的关键。
一起来看看推导过程：
关键点其实就是研究对象变了，把总共的气体看做研究对象。气体总质量不发生变化，理想气体状态方程仍是适用的。
若是充气问题，可把充气前的气体看做状态2，把充入的气体看做状态3，总共的气体便是状态1.即P1V1=P2V2+P3V3。
若是抽气问题，可把抽气前的所有气体看做状态1，把抽出的气体看做状态2，剩余的气体便是状态3.即P1V1=P2V2+P3V3。
若是分装问题，可把分装前的容器看做状态1和2，分装后的容器看做状态3和4，由总质量不变便可得知P1V1+P2V2=P3V3+P4V4。
有了这个办法，再来看刚刚的问题，把总共的氧气选做研究对象：
氧气瓶初状态容积为0.08 m3，压强为20个大气压；即P1=20P0, V1=0.08 m3.
氧气瓶末状态容积为0.08 m3，压强为2个大气压；即P3=2P0, V3=0.08 m3.
每天消耗的气体是1个大气压，即P2=P0 .
代入P1V1=P2V2+P3V3便可算出V2=1.44m3，1.44 m3为消耗的总体积，每天消耗0.36 m3，故可以使用4天。
这类问题好像一下子变得简单了！！！不妨我们再举两个例子来试试。
2019 全国新课标一卷
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0.13m3，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2.0×106Pa；室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。
求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强。
解析：题设关键点是将10瓶氩气压入到炉腔中，可把总共的氩气看做研究对象。
初状态每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa。即P1=1.5×107 Pa，V1=10×3.2×10-2 m3。
末状态每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用后瓶中气体压强为2.0×106Pa。即P3=2.0×106Pa，V3=10×3.2×10-2m3。
热等静压设备的炉腔容积为0.13m3，即V2=0.13 m3。
代入P1V1=P2V2+P3V3便可算出P2=3.2×107Pa.
2020 全国新课标一卷
甲、乙两个储气罐储存有同种气体可视为理想气体。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为0.5p；现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
（1）两罐中气体的压强；
（2）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
解析：把总共的气体看做研究对象。
1、甲罐的容积为V，罐中气体的压强为P；即P2=P, V2=V;
乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为0.5P；即P3=0.5P, V3=2V;
调配后总体积不变，所以V1=3V.
以上便是气体充气、抽气、分装等问题的解决方法，关键点还是研究对象的选取，理想气体状态方程的前提条件是质量不变，所以此类问题的研究对象还得是总共的气体，希望可以帮助到大家。行百里者半九十，越到最后越会觉得困难，也越是需要咬牙坚持！高考在即，请大家不要懈怠，阳光总会在风雨后！
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