Question

【題目】某汽車輪胎能在的范圍內正常工作，正常工作時胎內氣體的壓強最高不能超過，最低不能低于。在的室溫環(huán)境下給該輪胎充氣，充氣結束時，胎內氣體的溫度升高到。假定輪胎容積不變，分析解答下列問題。

(i)夏天的汽車行駛在溫度較高的馬路上，輪胎容易爆裂。若該胎內氣體溫度高達，從微觀上分析胎內氣體壓強變化導致爆胎這一現象；

(ii)求充氣結束時輪胎內氣體壓強的范圍（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】(i)汽車行駛時，輪胎內部氣體體積近似不變，則氣體分子密集程度不變。溫度升高，氣體分子平均動能變大，導致分子碰撞沖擊力變大，且單位時間單位面積的碰撞頻率變大，則氣體壓強變大，過大的壓強可使輪胎爆裂；(ii)

【解析】

(i)汽車行駛時，輪胎內部氣體體積近似不變，則氣體分子密集程度不變。溫度升高，氣體分子平均動能變大，導致分子碰撞沖擊力變大，且單位時間單位面積的碰撞頻率變大，則氣體壓強變大，過大的壓強可使輪胎爆裂；

(ii)如圖所示：

設充氣后時壓強為，行駛過程溫度為時對應較大壓強。氣體等容變化，由查理定律得

解得

設充氣后時壓強為，行駛過程溫度為時對應較小壓強。由查理定律得

解得

則充氣結束時的壓強范圍為。