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

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

题型:专项题难度:来源:
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
式中,是在此等温过程末氦气的体积
由①式得
(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
式中,是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
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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