题目内容
有一块防水仪表,密封性能良好,表内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。某运动员携带此表攀登珠峰,山下温度为27°C,表内气压为1.0×105Pa。气体的摩尔体积为V。登上珠峰时,表盘玻璃发生爆裂,此时山上气温为-23°C。表内气体体积的变化可忽略不计。阿伏加德罗常数为NA。求:(1)写出表内气体分子间距的估算表达式?(2)分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂,并求山顶大气压强是多少?(结果保留两位有效数字)
解:(1)设气体分子间距为
,则
① 得:
②
(2)以表内气体为研究对象,初状态压强为![]()
;其末状态的压强为
,温度为
。
根据气体状态方程:
③ 解得:
④
若表盘是向内爆裂则山上气压为
;又因为山上气压小于山脚下气压,故向内爆裂是不可能的,所以表盘是向外爆裂
由
得
。⑤ 即山上大气压为
。⑥
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