Question

【題目】一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為，開始時內部封閉氣體的壓強為。經過太陽曝曬，氣體溫度由升至。

（1）此時氣體的壓強。

（2）保持不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0。求集熱器內剩余氣體是吸熱還是放熱

Answer 1

【答案】（1） （2） 剩余氣體要吸熱

【解析】試題分析：（1）封閉氣體溫度升高發生等容變化，根據查理定律求解壓強．（2）可根據克拉伯龍方程求解剩余氣體的質量與原來總質量的比值．

（1）設升溫后氣體的壓強為，由查理定律得：

解得：

（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V

由玻意耳定律得：

解得：

設剩余氣體的質量與原來總質量的比值為k

由題意得：

解得：

氣體要吸熱．因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內能不變，二剩余氣體膨脹對外做功，所以根據熱力學第一定律可知剩余氣體要吸熱．