Question

【題目】如圖所示，一太陽能空氣集熱器，底面及側而為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為P0,經過太陽暴曬，氣體溫度由T0=295K升至T1=354K求：

(1)T1=354K時氣體的壓強

(2)保持T1=354K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強變到,求集熱器內剩余氣體的質量與被抽出的氣體質量的比值

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

考查理想氣體方程的實際應用。選擇合適的研究過程，根據查理定律、玻意耳定律計算可得。

由題意可知氣體發生等容變化，由查理定律：

解得：

代入數據得：

（2）抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設膨脹后氣體的總體積為，由玻意耳定律：

則：

，

代入數據得：

抽出的氣體體積為：

設此時氣體的密度為，則集熱器內剩余氣體的質量為：

,

抽出的氣體的質量為：

故集熱器內剩余氣體的質量與抽出的氣體質量之比為：