Question

【题目】一密封的气象探测气球，在地面时充有压强为1．0×105Pa、温度为27℃的氦气时，体积为4.0m3，气球内氦气的密度为ρ=1.0Kg/m3，摩尔质量为M=4g/mol，已知阿伏伽德罗常数为N=6.0×1023mol-1。在上升至海拔10.0k.m高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压4×104Pa，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-33℃。试求：

（1）气球内氦气的分子数及在地面时气球内氦气分子间的平均距离(结果保留1位有效数字)；

（2）氦气在停止加热前的体积；

（3）氦气在停止加热较长一段时间后的体积．

Answer 1

【答案】（1）气球内氦气的分子数个

气球内氦气分子间的平均距离2×10-9m

(2) 10m3

(3) 8m3

【解析】(1) 气球内氦气的分子数

一个分子占据的空间

据立方体模型，分子间距离

(2) 在气球上升至海拔10.0km高空的过程中，气球内氦气经历等温过程。则 即，解得

(3) 在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同，即T2=240K。这是一等过程是等压过程。则，代入数据得：