Question

【题目】一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0 ， 开始时内部封闭气体的压强为p0 ． 经过太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=350K ．
（1）求此时气体的压强．
（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0 ． 求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．

Answer 1

【答案】
（1）

由于在温度升高的过程中封闭气体的体积保持不变，即封闭气体发生了等容变化，故根据 ，

可得当温度升高到T1=350K时封闭气体的压强为

（2）

根据根据克拉珀龙方程 ，解得封闭气体的质量 ，故有集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值 ，根据热力学第二定律W+Q=△U，可知由于气体的温度T保持不变，所以△U=0．因为体积膨胀，即封闭气体对外做功，所以W＜0，所以Q＞0，即剩余气体从外界吸热．

【解析】（1）封闭气体发生了等容变化，故根据 即可求出封闭气体的压强．（2）根据根据克拉珀龙方程 ，解得封闭气体的质量 ，故有集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值 ，再根据热力学第二定律W+Q=△U ， 可判定物体是吸热还是放热．