题目内容
【题目】如图，这是一种平板型太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，底部有吸热板，顶面为透明盖板，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上转化成热能使内部空气的温度升高。集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由t0=27℃升至t1=87℃。
(ⅰ)求此时气体的压强。
(ⅱ)保持t1不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
(ⅲ)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】(ⅰ) p1=1.2p0 (ⅱ) 5/6(ⅲ) 吸热，见解析
【解析】（1）设升温后气体的压强为
，由查理定律得
①，解得
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：
③，联立②③式得
④；
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得
⑤，
联立④⑤式得
；
也可根据克拉伯龙方程求解剩余气体的质量与原来总质量的比值．
（3）气体要吸热．因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，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．
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