Question

為適應(yīng)太空環(huán)境，航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣。假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1atm，氣體體積為2L，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)?L，使航天服達到最大體積。若航天服內(nèi)氣體的溫度不變，航天服視為封閉系統(tǒng)。

①求此時航天服內(nèi)的氣體壓強，并從微觀角度解釋壓強變化的原因。

②若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓變?yōu)?.9 atm，則需補充1 atm的等溫氣體多少升？

Answer 1

解析: ①對航天服內(nèi)氣體，開始時壓強為p₁＝1atm，體積為V₁＝2L，到達太空后壓強為p₂，氣體體積為V₂＝4L。由玻意耳定律得：p₁V₁＝p₂V₂（2分）

解得p₂＝0.5 atm（1分）

航天服內(nèi)，溫度不變，氣體分子平均動能不變，體積膨脹，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，單位時間撞擊到單位面積上的分子數(shù)減少，故壓強減�。�2分）

② 設(shè)需補充1atm氣體V′升后達到的壓強為p₃＝0.9 atm，取總氣體為研究對象。

p₁(V₁＋V′)＝p₃V₂（2分）

解得V′＝1.6 L（2分）