题目内容
【题目】如图所示是生活上常用喷雾器的简化图。已知贮液瓶容积为3L(不计贮液瓶中打气筒和细管的体积),喷液前,瓶内气体压强需达到2.5 atm,方可将液体变成雾状喷出,打气筒每次能向贮液瓶内打入P0=1.0atm的空气△V=50mL。现打开进水阀门A和喷雾头阀门B,装入2L的清水后,关闭阀门A和B。设周围大气压恒为P0,打气过程中贮液瓶内气体温度与外界温度相同且保持不变,不计细管中水产生的压强。求:
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(i)为确保喷雾器的正常使用,打气筒至少打气次数n;
(ii)当瓶内气压达到2.5atm时停止打气,然后打开阀门B,求喷雾器能喷出的水的体积最大值。
【答案】(1)
(2)
【解析】(i)贮液瓶装水后,瓶内封闭气体的体积
=1L ①
打气过程瓶内气体做等温变化,有
②
③
将p0=1.0atm、p2=2.5atm代入可解得打气的次数至少为
n =30 ④
(ii)阀门打开喷水过程,瓶内封闭气体做等温变化,有
⑤
最后瓶内气体的压强
⑥
代入数据解得最后瓶内气体的体积
V3=2.5L ⑦
因此喷雾器能喷出的水的体积最大值
V水=V3-V1=1.5L ⑧
故本题答案是:(i)30(ii)1.5L
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