题目内容

4.标准状况下压强为P0=1.013×105Pa,在标准状况下用充气筒各给一个体积为V0=2.5L的足球充气,如图所示.充气前足球呈球形、内部空气的压强为1.013×105Pa,设充气过程中球内、外的温度始终保持20℃不变.在充气过程的最后时刻,对打气活塞施加的压力为F=200N.设打气筒为圆柱形,其活塞的截面积为S=10cm2,打气筒每次打气压向下的高度为20cm.不计各种摩擦,打气筒的活塞与连杆、把手的重力均不计.求:充气过程中,打气筒的活塞下压了多少次?

分析 由压强的定义式即可求出活塞以下的气体的压强,它等于足球内的压强,然后对打了n次的总的空气运用玻意耳定律列式求解即可.

解答 解:由题,充气过程的最后时刻,对打气活塞施加的压力为F=200N,此时活塞以下的气体的压强:
P0S+F=PS
代入数据得:P=3×105Pa
对打足气后球内的气体有:P0(V0+nlS)=PV0
其中:S=10cm2=0.001m2;打气筒的长度:l=20cm=0.2m;足球的体积V=2.5L=0.0025m3
代入数据得:n=25(次)
答:打气筒的活塞下压了25次.

点评 本题关键明确研究对象是打了n次的总的空气,然后根据玻意耳定律列式求解,基础题.

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