Question

【題目】如圖所示，絕熱氣缸開口向上放置在水平平臺上，已知活塞橫截面積為S=50cm2，質量為m=10kg，被封閉氣體溫度為t=27℃，活塞封閉的理想氣體氣柱長L=10cm．已知大氣壓強為P0=1×105Pa，標準狀況下（壓強為一個標準大氣壓，溫度為0℃）理想氣體的摩爾體積為22.4L，阿伏伽德羅常數NA=6×1023mol-1．（活塞摩擦不計，重力加速度g取10m/s2）．求：

①被封閉理想氣體的壓強

②被封閉內所含分子的數目．

Answer 1

【答案】（1）1.2×105pa （2）1.5×1022

【解析】①根據活塞的受力平衡：

其中：

可得被封閉理想氣體的壓強：

②設標況下氣體的體積為V0，

初態：壓強

溫度 ,

體積

末態：壓強

溫度 ,

體積 ，

根據理想氣體的狀態方程可得：

解得： ，

氣體的物質的量： ,其中 則被封閉的分子數N=nNA

聯立解得分子數：

故本題答案是： （1）1.2×105pa （2）1.5×1022