Question

【題目】近年來我們國家倡導節能減排，促進綠色環保，作為一名公民也要從身邊力所能及的小事做起，少開車多騎自行車．一般設計自行車內胎的壓強不能高于1.8atm否則易爆胎，另外自行車長時間騎行，會使內胎溫度比外界高5℃，所以夏天充氣壓強要低點．一輛自行車內胎壓強，降到1.1atm，在27℃的室溫下用200mL的微型打氣簡給內胎充氣，外界大氣壓強視為1.0atm，內胎容積3000mL，充氣過程視為溫度不變、內胎容積不變，則：

（i）將內胎氣壓充到1.5atm，需要用微型打氣簡打多少次?

（ii）在室溫下充氣到1.75atm，能在外界40℃高溫下長時間騎行嗎?

Answer 1

【答案】（i） 6 （ii）不能

【解析】

（i）假設需充氣N次，以充入氣體后所有氣體為研究對象，
充氣筒內壓強為：P0=1atm，體積V0=200mL
充氣前胎內壓強為：P1=1.1atm，體積V1=3000mL
充氣后所有氣體壓強為：P2=1.5atm，體積V2=3000mL
充氣過程溫度不變，根據玻意耳定律得：

NP0V0+P1V1=P2V2

解得：

N=6

（ii）騎車過程輪胎內氣體做等容變化，由查理定律得：

其中P3=1.75atm、T3=300K、T4=318K
代入數據解得：P4=1.855atm＞1.8atm
故在室溫下充氣到1.75atm，不能在外界40℃高溫下長時間騎行.