(10分)一气象探测气球,在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、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过程而维持其温度不变.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.
(10分)一气象探测气球,在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、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过程而维持其温度不变.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.
(1)7.39 m3 (2)5.54 m3
解析:(1)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 ①
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①式得
V2≈7.39 m3 ②
(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=225 K.这是一等压过程.根据盖吕萨克定律有
= ③
式中,V3是在此等压过程末氦气的体积.由③式得
V3≈5.54 m3.