题目内容
(10分)一气象探测气球,在充有压强为1.00 atm(即76.0 cm Hg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50 m3。在上升至海拔6.50 km高空的过程中,气球内氦气的压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg,气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求:
①氦气在停止加热前的体积;
②氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
【答案】
(1)7.39 m3(2)5.54 m3
【解析】①(5分)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中,
气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳定律有p1V1=p2V2
式中,p1=76.0 cmHg,V1=3.50 m3,p2=36.0 cmHg,
V2 是在此等温过程末氦气的体积。
由上式得 V2=7.39 m3。
②(5分)在停止加热较长一段时间后,
氦气的温度逐渐从T1=300 K下降到与外界气体温度相同,
即T2=225 K。这是一等压过程。
根据盖-吕萨克定律有
式中,V3是在此等压过程末氦气的体积。
由上式得 V3=5.54 m3。
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