Question

【题目】2019年12月以来，我国部分地区突发的新型冠状病毒肺炎疫情威胁着人们的身体健康和生命安全，勤消毒是一种关键的防疫措施，如图甲所示。图乙是喷雾消毒桶的原理图，消毒桶高为h。在室外从加水口加注高度为的消毒液，关闭喷雾口阀门K，密封加水口，上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气。将喷雾消毒桶移到室内，一段时间后打开喷雾口阀门K，恰好有消毒液从喷雾口溢出。已知消毒液的密度为，大气压强恒为p0，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高。忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体，重力加速度为g。

（1）求室内温度。

（2）关闭K，在室内用打气筒向喷雾消毒桶内充入空气。然后，打开K，在室内喷雾消毒。消毒完成时，发现桶内消毒液的液面刚好降到桶底。求充入空气与原有空气的质量比。(假设整个过程中气体温度保持不变。)

Answer 1

【答案】(1) ；(2)。

【解析】

(1) 设室内温度为T1，消毒桶移到室内一段时间后，封闭气体的压强为p1

气体做等容变化，由查理定律得：

解得

(2)以充气前消毒桶内空气为研究对象。设消毒桶的横截面积为S。充气前压强为p1时，设体积为V1，则

，

消毒完成后，设压强为p2，体积为V2，对应的气柱高度为h2，则

，

因气体做等温变化，由玻意耳定律得

解得

在同温同压下，同种气体的质量比等于体积比。设原有空气的质量为m0，打进空气的质量为m，则

解得：