Question

(2010年高考山東理綜卷)一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V₀，開(kāi)始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p₀.經(jīng)過(guò)太陽(yáng)曝曬，氣體溫度由T₀＝300 K升至T₁＝350 K.

圖13－3－7

(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)．

(2)保持T₁＝350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p₀.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值．判斷在抽氣過(guò)程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因．

 

Answer 1

【答案】

(1) p₀　(2) 　吸熱　原因見(jiàn)解析

【解析】(1)設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p₁，由查理定律得

＝①

代入數(shù)據(jù)得p₁＝p₀.②

(2)抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得p₁V₀＝p₀V③

聯(lián)立②③式得V＝V₀④

設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k，由題意

得k＝⑤

聯(lián)立④⑤式得k＝

因?yàn)槌闅膺^(guò)程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體膨脹對(duì)外做功，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知剩余氣體要吸熱．

答案：(1) p₀　(2) 　吸熱　原因見(jiàn)解析