题目内容
【题目】一太阳能空气集热器,底面及侧面隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为Po,经过太阳曝晒,气体温度由T0=300K升至Tl=350K,
(1)求此时气体的压强
(2)保持Tl=350K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回Po,求集热嚣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
【解析】(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得
=
①
代入数据得p1=
p0.②
(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p1V0=p0V③
联立②③式得V=
V0④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意
得k=
⑤
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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