问题标题:
太空中的宇航员都穿着一套与外界绝热的航天服,它能为宇航员提供合适的生存环境。假如在地面上航天服内气压为latm,气体的体积为2L,温度为T0,到达太空后由于外部气压低,航
问题描述:
太空中的宇航员都穿着一套与外界绝热的航天服,它能为宇航员提供合适的生存环境。假如在地面上航天服内气压为latm,气体的体积为2L,温度为T0,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积达到最大为4L。
①试分析:宇航员由地面到太空的过程中,如果不采取任何措施,航天服内气体内能变化情况如何?为使航天服内气体保持恒温,应给内部气体制冷还是加热?
②为使航天服在最大体积时内部气压达到0.9atm,温度为T0,可以通过补充气体实现,则需向其内部补充温度为To、压强为latm的气体多少升?
全立新回答:
①航天服内气体因膨胀对外做功,W<0;而航天服绝热Q=0,由热力学第一定律⊿U=W+Q知,⊿U<0,气体内能减小。 (2分) 气体内能减小,则其温度降低,为保持恒温需给其加热。 (2分)②设需补充p1=1atm的气体⊿V后,压强达到p2=0.9atm,此时体积V2=4L,取总气体为研究对象,由玻意耳定律得p1(V1+⊿V)=p2V2 (3分)代入数据解得⊿V=1.6L (2分)
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