為適應太空環境,航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統,為航天員提供合適的温度、氧氣和氣壓,讓航天員在太...

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問題詳情:

為適應太空環境,航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統,為航天員提供合適的温度、氧氣和氣壓,讓航天員在太...

為適應太空環境,航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統,為航天員提供合適的温度、氧氣和氣壓,讓航天員在太空中如同在地面上一樣。假如在地面上航天服內氣壓為1atm,氣體體積為2L,到達太空後由於外部氣壓低,航天服急劇膨脹,內部氣體體積變為4L,使航天服達到最大體積。若航天服內氣體的温度不變,航天服視為封閉系統。

①求此時航天服內的氣體壓強,並從微觀角度解釋壓強變化的原因。

②若開啟航天服封閉系統向航天服內充氣,使航天服內的氣壓變為0.9 atm,則需補充1 atm的等温氣體多少升?

【回答】

解: ①對航天服內氣體,開始時壓強為p1=1atm,體積為V1=2L,到達太空後壓強為p2,氣體體積為V2=4L。由玻意耳定律得:p1V1=p2V2 (2分)

解得p2=0.5 atm(1分)

航天服內,温度不變,氣體分子平均動能不變,體積膨脹,單位體積內的分子數減少,單位時間撞擊到單位面積上的分子數減少,故壓強減小(2分)

② 設需補充1atm氣體V′升後達到的壓強為p3=0.9 atm,取總氣體為研究對象。

p1(V1+V′)=p3V2(2分)

解得V′=1.6 L(2分)

 

知識點:專題九 熱學部分

題型:計算

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