如图所示为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．经过太阳曝晒，气体温度由T0=300K升至T1=400K．（1）求此时

Question

如图所示为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．经过太阳曝晒，气体温度由T₀=300K升至T₁=400K．

（1）求此时气体的压强．
（2）缓慢抽出部分气体，并使温度降为360K，此时，集热器内气体的压强回到p₀，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．

Answer 1

（1）集热器内的气体发生等容变化，根据查理定律，有
(p0)/(T0)=(p1)/(T1)①
代入数据：(p0)/(300)=(p1)/(400)②
联立①②解得：

p

1

=(4)/(3)

p

0

（2）以抽出的气体和集热器内的气体为研究对象，设抽出的气体温度也为T₂压强也为P₀，此时与集热器内气体的总体积为V，由理想气体状态方程得，
(p1V0)/(T1)=(p0V)/(T2)…③
联立②③式解得V=(6)/(5)V₀…④
设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为K，由题意得
K=(V0)/(V)…⑤
联立④⑤式解得K=(5)/(6)…⑥
答：（1）此时气体的压强为(4)/(3)

p

0

．
（2）缓慢抽出部分气体，并使温度降为360K，此时，集热器内气体的压强回到p₀，集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为(5)/(6)