Question

某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77℃后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温缓慢降至42℃时，若想向上拔出软木塞，至少需要施加多大外力？已知大气压强p=1.0×10⁵Pa，瓶口面积S=1.0×10^-3m²，软木塞的重量G=0.50N．（软木塞与瓶口之间的摩擦不计）

Answer 1

【答案】分析：以瓶内封闭气体为研究对象，由查了定律求出降温后瓶内气体的压强；然后以软木塞为研究对象，对软木塞进行受力分析，由平衡条件求出把木塞拔出所用的力．
解答：解：以玻璃瓶内气体为研究对象，
P₁=P=1.0×10⁵Pa，T₁=273+77=350K，T₂=273+42=315K，
由查理定律可得：=，即=  ①，
以软木塞为研究对象，由平衡条件得：
F+P₂S=PS+G  ②，由①②解得：F=10.5N．
答：至少需要施加10.5N的外力．
点评：正确选择研究对象，应用查了定律与平衡条件即可正确解题；一定要掌握应用查了定律解题的步骤．