Question

某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示．蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時，停止加熱．

 (1)若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達式．

(2)假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1 J，并向外界釋放了2 J的熱量．鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

(3)已知大氣壓強p隨海拔高度H的變化滿足p＝p₀(1－αH)，其中常數(shù)α>0.結(jié)合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當(dāng)壓力閥被頂起時鍋內(nèi)氣體的溫度有何不同．

Answer 1

解析　(1)設(shè)鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為n

n＝N_A

(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律

ΔU＝W＋Q＝－3 J

鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J

(3)由p＝p₀(1－αH)(其中α>0)知，隨著海拔高度的增加，大氣壓強減少．

由p₁＝p＋知，隨著海拔高度的增加，閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體壓強減少．

根據(jù)查理定律＝

可知閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．

答案　(1)N_A

(2)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J

(3)當(dāng)壓力閥被頂起時鍋內(nèi)氣體的溫度隨海拔高度的增加而降低