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如图所示,一位消防员在火灾现场的房屋内发现一个容积为V0的废气的氧气罐(视为容积不变),经检测,内部封闭气体的压强为1.2p0,为了消除安全隐患,消防员拟用下面两种处理方案:①

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如图所示,一位消防员在火灾现场的房屋内发现一个容积为V0的废气的氧气罐(视为容积不变),经检测,内部封闭气体的压强为1.2p0,为了消除安全隐患,消防员拟用下面两种处理方案:
①冷却法:经科学冷却,使罐内气体变为27℃、一个标准大气压p0,求气体温度降低了多少摄氏度;
②放气法:保持罐内气体温度不变,缓慢地放出一部分气体,使气体压强回落到p0,求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值.
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答案和解析
①设升温后气体的压强为P1,由于气体做等容变化,开始时的压强:P1=1.2p0,温度:T1=273+27=300K,后来的压强:P2=p0,由查理定律得:
P2
T2
=
P1
T1

解得:T2=
P0
1.2P0
•T1=
1
1.2
×300=250K
即:t2=250-273=-23℃
△t=t1-t2=27℃-(-23℃)=50℃
②放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=p2V
V=
1.2P0V0
P0
=
6
5
V0
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为
m
m0

由题意得
m
m0
=
V0
V
=
5
6

答:①冷却法:经科学冷却,使罐内气体变为27℃、一个标准大气压p0,气体温度降低了50摄氏度;
②放气法:保持罐内气体温度不变,缓慢地放出一部分气体,使气体压强回落到p0,氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值是
5
6