Question

（物理選修模塊3-3）（8分）
為適應太空環境，去太空旅行的航天員都要穿航天服．航天服有一套生命保障系統，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣。假如在地面上航天服內氣壓為1 atm，氣體體積為2 L，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內部氣體體積變為4 L，使航天服達到最大體積．若航天服內氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統。
（1）求此時航天服內的氣體壓強。
（2）由地面到太空過程中航天服內氣體吸熱還是放熱，為什么?

Answer 1

（1）0.5 atm （2）吸熱  氣體內能不變，由熱力學第一定律可知氣體吸熱

（1）對航天服內氣體，開始時壓強為P₁="1" atm，體積為V₁="2" L，到達太空后壓強為P₂，氣體體積為V₂="4" L.因等溫變化有P₁V₁= P₂V₂。解得P₂="0.5" atm（5分）
（2）航天服內氣體吸熱．因為體積膨脹對外做功，而航天服內氣體溫度不變，即氣體內能不變，由熱力學第一定律可知氣體吸熱（3分）