太阳能空气集热器是一种常用的太阳能热利用装置，它以空气作为传热介质，将收集到的热量输送到功能端，具有结构简单，造价低廉，接受太阳辐射面积大，可广泛应用于建筑物供暖、产品干燥等诸多领域的优点。它底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积保持不变。开始时内部封闭气体的压强为经过太阳暴晒，气体温度由初始时的升至

1. 太阳能空气集热器是一种常用的太阳能热利用装置，它以空气作为传热介质，将收集到的热量输送到功能端，具有结构简单，造价低廉，接受太阳辐射面积大，可广泛应用于建筑物供暖、产品干燥等诸多领域的优点。它底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积保持不变。开始时内部封闭气体的压强为 $\text{[math]}$ 经过太阳暴晒，气体温度由初始时的 $\text{[math]}$ 升至 $\text{[math]}$

(1) 求温度升至 $\text{[math]}$ 时气体的压强；

(2) 保持 $\text{[math]}$ 不变，从出气口缓慢放出部分气体，使气体压强再变回到 $\text{[math]}$ ，放气过程中集热器内剩余气体是吸热还是放热？求剩余气体的质量与原来总质量的比值。

【考点】

热力学第一定律及其应用; 气体的等容变化及查理定律;

【答案】

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解答题普通

1. 图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为p₀=1.0×10⁵Pa，温度为t₀=17℃，现启动加热模式使气体温度升高到t=191℃，此过程中气体吸收的热量为Q=9.5×10³J，内胆中气体的体积不变，求：

(1) 此时内胆中气体的压强p；

(2) 此过程内胆中气体的内能增加量∆U。

解答题普通

2. 一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为 $\text{[math]}$ 求：

（1）气体在状态C时的温度 T_C；

（2）若气体在B→C过程中吸热600J，则在B→C过程中气体内能变化了多少？

解答题普通

3. 如图所示，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖可以将整个茶杯提起。已知环境的热力学温度为 $\text{[math]}$ ，大气压强为 $\text{[math]}$ ，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体。

（1）求冷却过程中，杯内封闭气体的内能如何变化？

（2）用手向上提杯盖，为使茶杯不脱落，求茶杯与水总质量的最大值。

解答题普通