Question

在氣球內部充有壓強為1.0atm(即76cmH_g)、溫度為27⁰C的氦氣時，其體積為3.5m³。在氣球上升至海拔6.5km高空的過程中，氣球內氦氣的壓強逐漸減小到此高度上的大氣壓38cmH_g，此過程中氣球內部因為啟動一個可持續加熱裝置，而保持球內溫度不變，此后停止加熱，保持氣球高度不變，已知在這一海拔高度氣溫為零下33⁰C，設氣球內外壓強相等，不計氣球的厚度。求：

（1）氣球在停止加熱前的體積

（2）在加熱過程中，球內加熱裝置放熱500J，氣球放熱20J，求氣體對外界做的功

（3）氦氣在停止加熱較長一段時間后的氣球體積

 

Answer 1

解：（1）上升過程氦氣是等溫變化

P₁V₁=P₂V₂                      (1分)

        停止加熱前氣球的體積

V₂=7.0L                        （2分）

       （2）溫度不變氦氣的內能不變，

由熱力學第一定律W+Q=DU可知

氣體對外做功

       W=480J                       （2分）

（3）停止加熱，溫度下降，氦氣為等壓變化

                               （1分）

氣球體積：V₃=5.6m³

解析:略