Question

【题目】受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得启发，科学家设想了减低温室效应得“中国办法”：用压缩机将二氧化碳送入深海底，由于海底压强很大，海水能够溶解大量得二氧化碳使其永久储存起来，这样就为温室气体找到了一个永远的“家”。现将过程简化如下：在海平面上，开口向上、导热良好的气缸内封存有一定量的CO2气体，用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F，此时缸内气体体积为V0、温度为T0.保持F不变，将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底。已知大气压强为P0,活塞横截面为S，海水的密度为P，重力加速度为g。不计活塞质量，缸内的CO2始终可视为理想气体，求：

（i）在海底时CO2的体积。

（ii）若打开阀门K，使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出，当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门，则此时压缩机给活塞的压力F/是多大？

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】在海平面上的CO2的压强：

距海平面h高处CO2的压强：

由理想气体状态方程得：

（ii）以一般质量的CO2气体为研究对象，溶解后容器内CO2的压强：

由玻意耳定律得：

由题意得：