题目内容

【题目】如图为气压式保温瓶的原理图,整个保温瓶的容积为V,现瓶中装有体积为V/2的水,瓶中水的温度为T1,管内外液面一样高,瓶中水面离出水口的高度为h,已知水的密度为ρ,大气压强为p0不计管的体积,重力加速度为g.

①若从顶部向下按活塞盖子,假设按压的过程缓慢进行且没有出现漏气现象,则瓶内空气压缩量至少为多少,才能将水压出?

②若瓶的气密性非常好,则瓶中气体的温度降为T2时,管内外液面高度差为多少?

【答案】(1) (2)

【解析】

①分析此时瓶中气体发生的是等温变化,找出初末状态的参量,根据玻意耳定律即可求解;②分析此时瓶中气体发生的是等容变化,找出初末状态的参量,根据查理定律即可求解。

①由于缓慢按压,因此瓶中气体发生的是等温变化,开始时瓶内气体压强为,体积为,压出水时,瓶内气体压强为,体积为

由玻意耳定律得:

解得:

②若瓶的气密性非常好,则瓶中气体的温度降为T2的过程中,气体发生等容变化,设温度为,管内外液面的高度差为H,则这时气体的压强为

由查理定律得:

解得:

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