题目内容
【题目】两个完全相同的钢瓶,甲装有3L的液体和1L、6个大气压的高压气体,乙内有1个大气压的4L气体:现将甲瓶倒置按如图所示连接,将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)。
(1)试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少,甲瓶内部气体压强如何变化,试用分子动理论做出解释;
(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体?
【答案】(1)见解析;(2)2L
【解析】
(1)缓慢压装过程中甲瓶内气体膨胀,单位体积内的分子数减少,温度不变,分子的平均动能不变,单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数减少,压强变小
(2)设甲瓶内最多有体积为x的液体进入乙瓶,乙瓶中灌装液体前,气体压强为p乙=1atm,体积为V乙=4L,灌装后体积最小变为
L-x
此时乙瓶中气体压强与甲瓶内气体压强相等为p,由等温变化得,甲瓶中气体开始时气压为p甲=6atm,体积为V甲=1L,结束后压强为p,体积为
由等温变化得:联立并代入数据解得
x=2L
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