Question

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1．0×10⁵Pa，氣體體積為2L，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4L，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若開啟航天服封閉系統向航天服內充氣，使航天服內的氣壓恢復到9．0×10⁴ Pa，則需補充1．0×10⁵ Pa的等溫氣體多少升？

Answer 1

①p₂=5×10⁴P_a②V=1．6L

①航天服內氣體經歷等溫過程，
p₁=1．0×10⁵P_a，V₁=2L，V₂=4L
由玻意耳定律 p₁V₁=p₂V₂ （3分）
得p₂=5×10⁴P_a （1分）
②設需要補充的氣體體積為V，將補充的氣體與原航天服內氣體視為一個整體，充氣后的氣壓p₃=9．0×10⁴P_a
由玻意耳定律 p₁（V₁+V）=p₃V₂ （3分）   得V=1．6L  （2分）