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
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=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．
（3）判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．
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解题思路：（1）封闭气体温度升高发生等容变化，根据查理定律求解压强．（2）抽气过程为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0=p0V，求解剩余气体的质量与原来总质量的比值．（3）气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，气体分子平均动能增大，导致气体压强变大．
（1）设升温后气体的压强为P1，由于气体做等容变化，由查理定律得：
P0
T0＝
P1
T1
解得：P1=
350P0
300=[7/6P0
（2）抽气过程为等温膨胀过程，
设膨胀后气体的总体积为V，
由玻意耳定律得p1V0=p0V
得V＝
P1V0
P0]=[7/6V0
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，
由题意得k=
V0
V]=[6/7]
（3）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，气体分子平均动能增大，分子撞击容器壁的力增大，导致气体压强变大．
答：（1）此时气体的压强为[7/6P0
（2）集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为
6
7]．
（3）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，气体分子平均动能增大，分子撞击容器壁的力增大，导致气体压强变大．
点评：
本题考点： 理想气体的状态方程；热力学第一定律．
考点点评： 本题隐含着集热器内气体体积不变这个条件，运用查理定律和克拉伯龙方程进行解题．
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