Question

8．如圖所示，某廠生產的壓力罐容積為100L，27℃時內部密閉了1atm的空氣．現用水泵給壓力罐注入27℃的水，使注水后罐內的壓力變為3atm
（1）設注水過程中封閉空氣的質量和溫度都不變，求注入水的體積；
（2）實際上在注水過程中內部空氣的溫度略有升高，請說明溫度略有升高的原因．

Answer 1

分析 （1）根據玻意耳定律求出注水后封閉氣體的體積，即可求出注水的體積；
（2）根據熱力學第一定律分析溫度略有升高的原因；

解答 解：（1）對于壓力罐內被封閉的氣體，${p}_{1}^{\;}=1atm$，${V}_{1}^{\;}=100L$，${p}_{2}^{\;}=3atm$
溫度保持不變，由玻意耳定律${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{V}_{2}^{\;}$
代入數據：$1×100=3{V}_{2}^{\;}$
解得：${V}_{2}^{\;}=33.3L$
所以注入水的體積為66.7L
②由于注水過程中不斷第壓縮壓力罐內部的氣體，對氣體做功，從而使罐內氣體內能增加，溫度升高
答：（1）設注水過程中封閉空氣的質量和溫度都不變，注入水的體積66.7L；
（2）實際上在注水過程中內部空氣的溫度略有升高，溫度略有升高的原因：注水過程中不斷第壓縮壓力罐內部的氣體，對氣體做功，從而使罐內氣體內能增加，溫度升高

點評 本題考查氣體實驗定律的應用，關鍵是要確定初末狀態的參量，選擇合適的實驗定律，玻意耳定律的適用條件是氣體質量不變，溫度不變．