Question

【題目】某汽車(chē)輪胎能在的范圍內(nèi)正常工作，正常工作時(shí)胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最高不能超過(guò)，最低不能低于。在的室溫環(huán)境下給該輪胎充氣，充氣結(jié)束時(shí)，胎內(nèi)氣體的溫度升高到。假定輪胎容積不變，分析解答下列問(wèn)題。

(i)夏天的汽車(chē)行駛在溫度較高的馬路上，輪胎容易爆裂。若該胎內(nèi)氣體溫度高達(dá)，從微觀上分析胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化導(dǎo)致爆胎這一現(xiàn)象；

(ii)求充氣結(jié)束時(shí)輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)的范圍（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】(i)汽車(chē)行駛時(shí)，輪胎內(nèi)部氣體體積近似不變，則氣體分子密集程度不變。溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能變大，導(dǎo)致分子碰撞沖擊力變大，且單位時(shí)間單位面積的碰撞頻率變大，則氣體壓強(qiáng)變大，過(guò)大的壓強(qiáng)可使輪胎爆裂；(ii)

【解析】

(i)汽車(chē)行駛時(shí)，輪胎內(nèi)部氣體體積近似不變，則氣體分子密集程度不變。溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能變大，導(dǎo)致分子碰撞沖擊力變大，且單位時(shí)間單位面積的碰撞頻率變大，則氣體壓強(qiáng)變大，過(guò)大的壓強(qiáng)可使輪胎爆裂；

(ii)如圖所示：

設(shè)充氣后時(shí)壓強(qiáng)為，行駛過(guò)程溫度為時(shí)對(duì)應(yīng)較大壓強(qiáng)。氣體等容變化，由查理定律得

解得

設(shè)充氣后時(shí)壓強(qiáng)為，行駛過(guò)程溫度為時(shí)對(duì)應(yīng)較小壓強(qiáng)。由查理定律得

解得

則充氣結(jié)束時(shí)的壓強(qiáng)范圍為。