Question

14．一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為1.00atm（即76.0cmHg）、溫度為27.0°C的氦氣時(shí)，體積為4.5m³．在緩慢上升至海拔6.0km高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氦氣壓強(qiáng)逐漸減小到此高度上的大氣壓38.0cmHg，氣球內(nèi)部因啟動(dòng)一持續(xù)加熱過(guò)程而維持其溫度不變．此后停止加熱，保持高度不變．已知在這一海拔高度氣溫為-48.0°C．求：
（1）氦氣在停止加熱前的體積；
（2）氦氣在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后的體積．

Answer 1

分析 （1）該上升過(guò)程為等溫變化，因此根據(jù)等溫變化的氣體狀態(tài)方程可直接求解．
（2）停止加熱后高度不變，因此為等壓變化，注意經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間后，溫度與環(huán)境溫度相等為-48.0℃，故根據(jù)等壓變化可直接求解．

解答 解：（1）在氣球上升至海拔6.50km高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氦氣經(jīng)歷一等溫過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律p₁V₁=p₂V₂
代入數(shù)據(jù)解得  ${V_2}=9{m^3}$
（2）在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后，氦氣的溫度逐漸從T₂=300K下降到與外界氣體溫度相同，即T₃=225K．這是一等壓過(guò)程根據(jù)蓋-呂薩克定律$\frac{V_2}{T_2}=\frac{V_3}{T_3}$
解得  ${V_3}=6.75{m^3}$．
答：（1）氦氣在停止加熱前的體積為9m³；
（2）氦氣在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后的體積為6.75m³．

點(diǎn)評(píng) 解答這類(lèi)問(wèn)題時(shí)正確選擇狀態(tài)，弄清變化類(lèi)型，正確分析狀態(tài)參量的變化，然后列方程求解．