Question

某压力锅的结构如图所示．盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起．假定在压力阀被顶起时，停止加热．

 (1)若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V₀，阿伏加德罗常数为N_A，写出锅内气体分子数的估算表达式．

(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1 J，并向外界释放了2 J的热量．锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？

(3)已知大气压强p随海拔高度H的变化满足p＝p₀(1－αH)，其中常数α>0.结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同．

Answer 1

解析　(1)设锅内气体分子数为n

n＝N_A

(2)根据热力学第一定律

ΔU＝W＋Q＝－3 J

锅内气体内能减少，减少了3 J

(3)由p＝p₀(1－αH)(其中α>0)知，随着海拔高度的增加，大气压强减少．

由p₁＝p＋知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减少．

根据查理定律＝

可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低．

答案　(1)N_A

(2)气体内能减少，减少了3 J

(3)当压力阀被顶起时锅内气体的温度随海拔高度的增加而降低