Question

（10分）一气象探测气球，在充有压强为1.OOatm（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
（3）若忽略气球内分子间相互作用，停止加热后，气球内气体吸热还是放热？简要说明理由.

Answer 1

（1）7.39m³（2）5.54m³（3）温度降低，分子平均动能减少，内能减少；体积减少，外界对气体做功，由热力学第一定律得，气体对外放热

试题分析：（1）根据玻意耳定律得
p₁V₁=p₂V_2....①式（2分）
由①式得V₂=7.39m³          （2分）
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T₁=300K下降到与外界气体温度相同，即T₂=225K.这是一等压过程.
根据盖—吕萨克定律有V₂/T₁=V₃/T₂②          （2分）
由②式得V₃=5.54m³          （2分）
（3）温度降低，分子平均动能减少，内能减少；体积减少，外界对气体做功，由热力学第一定律得，气体对外放热         （2分）