问题
问答题
一密封的气象探测气球，在地面时充有压强为1.0×105Pa、温度为27.0℃的氦气时，体积为4.0m3，气球内氦气的密度为1.0Kg/m3，摩尔质量为4g/mol．在上升至海拔10.0k．m高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压4×104Pa，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为-33.0℃．已知阿伏伽德罗常数为N=6.0×1023mol-1．求：
（1）气球内氦气的分子数
（2）氦气在停止加热前的体积；
（3）氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
答案
（1）氦气分子个数：n=
N=m M
N=ρV0 M
×6.0×1023=6.0×1026个；1×4 0.004
（2）由题意知，气体状态参量为：p1=1.0×105Pa，V1=4m3，p2=4×104Pa，
气体温度不变，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，代入数据解得：V2=10m3．
（3）经过较长时间后，气体温度与环境温度相等，
气体状态参量为：V2=10m3，T2=T1=273+27=300K，T3=273-33=240K，
气体压强不变，由盖吕萨克定律得：
=V2 T1
，代入数据解得：V3=8m3．V3 T2
答：（1）气球内氦气的分子数为6.0×1026个．
（2）氦气在停止加热前的体积为10m3；
（3）氦气在停止加热较长一段时间后的体积为8m3．