高中物理

Question

6.（2010·山东理综·T36）（8分）
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。
2）抽气过程可视为等温膨胀过程，为什么，抽出去的气体温度和里面为什么是一样的，它只说保持T1=350K不变是保持容器里气体温度不变啊，求解释

Answer 1

理想气体pV=nRT
(1)V, n不变，p和T成正比
所以 p = P0 350/300 =(7/6) P0
(2)T, V不变，n和p成正比
所以 n/n0 = p0/p = 6/7

因为题目说“缓慢”，通常高中物理题中“缓慢”的含义就是平衡过程，这里说保持温度不变，就是等温膨胀，题目也许不严谨，但做题不要想太多追问

为什么抽气过程可以看作剩余气体对外做功啊

Answer 2

1、不要被一个“抽”字给模糊了。
2、缓慢抽出部分气体——“缓慢抽”可以理解为气体被一个既无重力，又无摩擦的活塞封着，被气体慢慢推动。这就是等温膨胀过程。
3、这样膨胀的这部分气体温度，就与原温相同了。
4、因气体对外功，且温度（内能）不变，故 吸热 = 作功。追问

为什么抽气过程可以看作剩余气体对外做功啊

追答

这里“缓慢抽气过程”可理解为“缓慢放气过程”——理想气体推开外界气体。
因集热器内的气体压强大于外界气体压强，无需“抽”。