一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气

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一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m³。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，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。

答案

解：（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程
根据玻意耳-马略特定律有

①
式中，

是在此等温过程末氦气的体积
由①式得

②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从

下降到与外界气体温度相同，即

。这是一等过程根据盖-吕萨克定律有

③
式中，

是在此等压过程末氦气的体积。由③式得

④

举一反三

如图，容积为V₁的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面登高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V₁。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为ρ，大气压强为P₀，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P₁。

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如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p₀＝76cmHg）

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内壁光滑的导热气缸开口向上竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭着体积为2.73×10^-3 m³的理想气体，活塞面积为2.00×10^-4 m²。现在活塞上方缓缓倒上砂子，使封闭气体的体积变为原来的

，然后将气缸移出水糟，缓缓加热，使气体体积重新变为2.73×10^-3 m³（大气压强p₀=1.00×10⁵Pa，g=10m/s²）。求：
(1)所加砂子的质量；
(2)气缸内气体最终的温度。

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用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V－1/p图像处理实验数据，得出如图2所示图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是__________ ；
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和__________________；
(3)如果实验操作规范正确，但如图2所示的V－1/p图线不过原点，则V₀代表___________________________________________________________。

（图1）（图2）

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一气象探测气球，在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m³。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。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。

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