热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰*气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔...
问题详情:
热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰*气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其*能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
(i)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;
(i i)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
【回答】
(i)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V压强为p0的气体压强变为p1时,其体积膨胀为V1。由玻意耳定律
p0V0=p1V1 ①
被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为
②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2,体积为V2。由玻意耳定律
p2V2=10p1 ③
联立①②③式并代入题给数据得
p2=3.2×107 Pa ④
(ii)设加热前炉腔的温度为T0,加热后炉腔温度为T1,气体压强为p3,由查理定律
⑤
联立④⑤式并代入题给数据得
p3=1.6×108 Pa ⑥
知识点:专题九 热学部分
题型:计算题
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