Question

某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將限壓閥套在出氣孔上，當鍋內(nèi)氣體壓強達到一定值時，氣體就把限壓閥頂起．
（1）若壓力鍋內(nèi)的氣體體積為V，該狀態(tài)下氣體的摩爾體積為V，則鍋內(nèi)氣體分子數(shù)約為n=______．（阿伏加德羅常數(shù)為N_A）
（2）已知大氣壓強p隨海拔高度H的變化滿足p=p（1-aH），其中常數(shù)a＞0，p為海平面處大氣壓強．根據(jù)該式，說明在不同海拔高度使用壓力鍋，閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體的溫度隨著海拔高度的增加而______（填“升高”、“降低”或“不變”）．
（3）若某實驗小組想利用上式來估算某處海拔高度，海平面處大氣壓強p和常量a均已知．具體做法為：將一裝有壓強傳感器的空壓力鍋帶到海平面某處后，蓋緊鍋蓋，在出氣孔上套上限壓閥，對壓力鍋進行加熱，當加熱到限壓閥恰被頂起時，壓強傳感器測得此時鍋內(nèi)氣體壓強為p₁．然后小組成員攜帶該壓力鍋上升到某海拔高度H處，再次對壓力鍋進行加熱，當加熱到限壓閥恰被頂起時，壓強傳感器測得此時鍋內(nèi)氣體壓強為p₂．根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可算得該處海拔高度H=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)氣體的體積為V，摩爾體積為V求出摩爾數(shù)，在運用阿伏加德羅常數(shù)求出分子數(shù)．
（2）大氣壓強隨高度的增加而減小，高壓鍋中氣體體積一定，是等容變化．
（3）壓力閥恰好被頂起時，內(nèi)外壓力差等于壓力閥的重力，故頂起時內(nèi)外壓強差是一定的，等于．
解答：解：（1）設(shè)鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為n，氣體的摩爾數(shù)為；
故n=NA
（2）根據(jù)題意，大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=P（1-aH），其中常數(shù)a＞0，隨海拔高度H的增大，大氣壓強P一定是減小的；
當內(nèi)外壓力差大于壓力閥重力時，壓力閥會被頂起，故外界氣壓減小時，內(nèi)部氣壓達到一個較小的值時，壓力差就足夠頂起壓力閥；
（3）壓力閥被頂起時內(nèi)外壓強差是一定的，故：
P₁-P=P₂-P
其中P=P（1-aH），
聯(lián)立解得：H=；
故答案為：（1）；（2）降低；（3）．
點評：本題關(guān)鍵明確實驗原理，利用平衡條件得到“壓力閥恰好被頂起時，內(nèi)外壓力差等于壓力閥的重力”的結(jié)論，不難．