Question

【题目】汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3．5atm，最低胎压不低于1．6atm。设轮胎容积不变，气体视为理想气体，请计算和回答：

①在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？

②为什么汽车在行驶过程中易爆胎，爆胎后胎内气体的内能怎样变化？说明理由。

Answer 1

【答案】①2．01atm～2．83atm ②见解析

【解析】

试题分析：①由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在T0＝293K充气后的最小胎压为pmin，最大胎压为pmax。依题意，

当T1＝233K时胎压为p1＝1．6atm。

根据查理定律有

即

解得pmin＝2．01atm

当T2＝363K时胎压为p2＝3．5atm。

根据查理定律有

即

解得pmax＝2．83atm，

所以胎压在20℃时的合适范围是2．01atm～2．83atm。

②汽车在行驶过程中，由于轮胎与路面的摩擦，致使胎内气体温度升高，压强变大，易爆胎；爆胎后，胎内气体一方面由于温度降低而放热，另一方面气体膨胀对外做功，根据热力学定律知，其内能减少。