Question

【題目】近幾年家用煤氣管道爆炸的事件頻繁發(fā)生，某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的探究：該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)取一密閉的容積為10L的鋼化容器，該容器的導(dǎo)熱性能良好，開始該容器與外界大氣相通，已知外界大氣壓強(qiáng)為1atm，然后將壓強(qiáng)恒為5atm的氫氣緩慢地充入容器，當(dāng)容器內(nèi)混合氣的壓強(qiáng)達(dá)到1.5atm時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生爆炸。假設(shè)整個(gè)過程中容器的體積不變。求：

(1)有多少升壓強(qiáng)為5atm的氫氣充入容器時(shí)容器將自動(dòng)爆炸？

(2)假設(shè)爆炸時(shí)鋼化容器內(nèi)的氣體不會(huì)向外泄露，經(jīng)測(cè)量可知容器內(nèi)氣體的溫度由27℃突然上升到2727℃瞬間的壓強(qiáng)應(yīng)為多大？

Answer 1

【答案】(1)1L；(2)15atm

【解析】

(1)體積為壓強(qiáng)為的氫氣充入容器時(shí)，容器將自動(dòng)爆炸,分壓原理可知爆炸時(shí)氫氣的壓強(qiáng)

選擇最終充入的所有氫氣為研究對(duì)象，因?yàn)閷?dǎo)熱性能良好，并且是緩慢地充入容器，故發(fā)生等溫變化：

初態(tài)：壓強(qiáng)，體積；

末態(tài)：壓強(qiáng)，體積；

根據(jù)玻意耳定律可得

解得充入壓強(qiáng)為氫氣的體積

(2) 選擇容器內(nèi)氣體為研究對(duì)象，爆炸時(shí)溫度由突然上升到，過程中體積不變，發(fā)生的是等容變化：

初態(tài)：壓強(qiáng)，溫度

末態(tài)：壓強(qiáng)，溫度

根據(jù)查理定律可得

可得爆炸瞬間容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)