Question

一气象探测气球，在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m³。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，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。

Answer 1

解:(1)在气球上升至海拔6.50km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＝76.0cmHg，V₁＝3.50m³，p₂＝36.0cmHg，V₂是在此等温过程末氦气的体积。由上式得
V₂＝7.39m³
(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T₁＝300K下降到与外界气体温度相同，即T₂＝225K。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＝5.54m³