Question

【題目】一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0 ， 開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強為p0 ． 經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0=300K升至T1=350K ．
（1）求此時氣體的壓強．
（2）保持T1=350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0 ． 求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值．判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．

Answer 1

【答案】
（1）

由于在溫度升高的過程中封閉氣體的體積保持不變，即封閉氣體發(fā)生了等容變化，故根據(jù) ，

可得當(dāng)溫度升高到T1=350K時封閉氣體的壓強為

（2）

根據(jù)根據(jù)克拉珀龍方程 ，解得封閉氣體的質(zhì)量 ，故有集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值 ，根據(jù)熱力學(xué)第二定律W+Q=△U，可知由于氣體的溫度T保持不變，所以△U=0．因為體積膨脹，即封閉氣體對外做功，所以W＜0，所以Q＞0，即剩余氣體從外界吸熱．

【解析】（1）封閉氣體發(fā)生了等容變化，故根據(jù) 即可求出封閉氣體的壓強．（2）根據(jù)根據(jù)克拉珀龍方程 ，解得封閉氣體的質(zhì)量 ，故有集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值 ，再根據(jù)熱力學(xué)第二定律W+Q=△U ， 可判定物體是吸熱還是放熱．