题目内容

【题目】8分)一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为,开始时内部封闭气体的压强为。经过太阳曝晒,气体温度由升至

1)求此时气体的压强。

2)保持不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因。

【答案】1

2)吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变,二剩余气体膨胀对外做功,所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。

【解析】

(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得

代入数据得p1p0.②

(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为V,由玻意耳定律得p1V0p0V

联立②③式得VV0

设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意

k

联立④⑤式得k

因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变,而剩余气体膨胀对外做功,所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热.

答案:(1)p0(2)吸热 原因见解析

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