【分析】(i)以瓶中气体为研究对象,使用前后瓶中气体发生等温变化,根据玻意耳定律即可求出使用后的总体积;再对10瓶中压入炉腔内的气体分析,根据玻意耳定律即可求出炉腔中气体的压强。气体发生等温变化,根据题意求出气体初末状态的状态参量,然后应用玻意耳定律求出气体的压强。
(2)炉内气体体积不变,气体发生等容变化,根据题意求出气体状态参量,应用查理定律可以求出炉腔内气体的压强。
【解答】解:(i)设初始时每瓶气体的体积为 $\mathrm { V } _ { 0 }$ ,压强为 ${ \tt p } _ { 0 }$ ,使用后气瓶中剩余气体的压强为 $\mathsf { p } _ { 1 }$ ,
气体温度保持不变发生等温变化,由玻意耳定律得: $\mathsf { p } _ { 0 } \mathsf { V } _ { 0 } { = } \mathsf { p } _ { 1 } \mathsf { V } _ { 1 }$
被压入炉腔的气体在室温和 $\mathsf { p } _ { 1 }$ 条件下的体积: ${ \bf { V } } _ { 1 } ^ { \mathrm { ~ \prime ~ } } = { \bf { V } } _ { 1 } - { \bf { V } } _ { 0 } ,$
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体压强为 ${ \tt p } _ { 2 }$ ,体积为 $\mathrm { V } _ { 2 }$ ,
由玻意耳定律得: $\mathsf { p } _ { 2 } \mathsf { V } _ { 2 } { = } 1 0 \mathsf { p } _ { 1 } \mathsf { V } _ { 1 } { } ^ { \prime }$
代入数据解得: $\mathrm { p } _ { 2 } { = } 3 . 2 \times 1 0 ^ { 7 } \mathrm { P a }$
(ii)设加热前炉腔的温度为 $\mathrm { { T _ { 0 } } }$ ,加热后炉腔的温度为 $\mathrm { T } _ { 1 }$ ,气体压强为 ${ \tt p } _ { 3 }$ ,
气体发生等容变化,由查理定律得: $\scriptstyle { \frac { { \mathtt { p } } _ { 3 } } { \mathtt { T } _ { 1 } } } = { \frac { { \mathtt { p } } _ { 2 } } { \mathtt { T } _ { 0 } } } ,$
代入数据解得: $\mathsf { p } _ { 3 } { = } 1 . 6 \times 1 0 ^ { 8 } \mathsf { P a }$
答:(i)压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强为 $3 . 2 \times 1 0 ^ { 7 } \mathrm { P a }$
(ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到 $1 2 2 7 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ,此时炉腔中气体的压强为 $1 . 6 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { P a }$ 。
【点评】本题考查了气体状态方程的应用,根据题意分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量是解题的前提与关键,应用玻意耳定律与查理定律可以解题。
[物理-选修 3-4](15 分)