题目内容
【题目】如图所示,圆柱形喷雾器高为h,内有高度为的水,上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气.将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门K,恰好有水流出.已知水的密度为ρ,大气压强恒为p0,喷雾口与喷雾器等高.忽略喷雾管的体积,将空气看作理想气体.(室内温度不变)
(1)求室内温度.
(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入空气与原有空气的质量比.
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)设喷雾器的横截面积为S,室内温度为T1,喷雾器移到室内一段时间后,封闭气体的压强
p1=p0+ρg·,V0=S·
气体做等容变化:
解得:T1=
(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象,排完水后,压强为p2,体积为V2=hS.此气体经等温变化,压强为p1时,体积为V3
则p2=p0+ρgh,p1V3=p2V2
即(p0+ρg·)V3=(p0+ρgh)hS
同温度下同种气体的质量比等于体积比,设充入气体的质量为Δm
则
代入得 =
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