Question

【题目】为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样.假如在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积，假设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统.

(1)求此时航天服内气体的压强，并从微观角度解释压强变化的原因.

(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压缓慢恢复到0.9atm，则需补充1atm的等温气体多少升？

Answer 1

【答案】(1)0.5atm 在气体体积变大的过程中，该气体的分子密度变小，而温度不变，即分子的平均动能不变，故该气体的压强减小

(2)1.6L

【解析】(1)气体的状态参量：p1＝1atm，V1＝2L，V2＝4L，

气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，

解得：p2＝0.5atm；

由于气体的压强与分子密度和分子平均动能有关，在气体体积变大的过程中，该气体的分子密度变小，而温度不变，即分子的平均动能不变，故该气体的压强减小.

(2)设需要1atm的等温气体V，以该气体和航天服原有气体为研究对象，

p3＝0.9atm，V3＝4L，由玻意耳定律得：p1V1＋p1V＝p3V3，

解得：V＝1.6L.