Question

【題目】如圖所示，一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)而為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為P0,經(jīng)過太陽(yáng)暴曬，氣體溫度由T0=295K升至T1=354K求：

(1)T1=354K時(shí)氣體的壓強(qiáng)

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

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

考查理想氣體方程的實(shí)際應(yīng)用。選擇合適的研究過程，根據(jù)查理定律、玻意耳定律計(jì)算可得。

由題意可知?dú)怏w發(fā)生等容變化，由查理定律：

解得：

代入數(shù)據(jù)得：

（2）抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為，由玻意耳定律：

則：

，

代入數(shù)據(jù)得：

抽出的氣體體積為：

設(shè)此時(shí)氣體的密度為，則集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量為：

,

抽出的氣體的質(zhì)量為：

故集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與抽出的氣體質(zhì)量之比為：