向汽车轮胎内充气,已知轮胎内原有空气的压强为1.5标准大气压,温度为20℃,体积为20 L.充气后

2020-04-27 教育 85阅读
如果不用克拉珀龙方程(PV / T=nR),可将轮胎内原有气体、待充入气体作为一个整体,这个整体的质量是不变的。
已知:P1=1.5大气压,T1=20+273=293开尔文,V1=20升,P0=1大气压
P2=7.5大气压,T2=25+273=298开尔文
求:V1`
解法一:
初态时,轮胎内原有气体、待充入气体的 PV / T 的值相加,等于末态气体的
PV / T 的值。
即 (P1*V1 / T1)+(P0 * V1`/ T1)=P2 * V1 / T2
(1.5 * 20 / 293)+(1 * V1` / 293)=7.5 * 20 / 298
得 V1`≈ 117.48 升
解法二:
把原来轮胎内的气体变换成1个大气压、20摄氏度的气体,得到的气体体积是
V1a=P1*V1 / P0=1.5*20 / 1=30 升
把最终轮胎内全部气体变换成1个大气压、20摄氏度的气体,得到的气体体积是
V1b=P2 * V1* T1 / (P0 *T2)=7.5*20* 293 /(1* 298)≈147.48 升
那么要充入的1个大气压、20摄氏度的气体的体积是
V1`=V1b-V1a=147.48-30=117.48 升 。
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