题目内容
【题目】生活中有一种很有意思的现象：给空暖水瓶灌上开水，塞进瓶塞，过会瓶塞会自动跳起来。现给一只空暖水瓶灌上开水，塞进瓶塞后，暖水瓶中仍封闭有少部分空气。开始时内部封闭空气的温度为320 K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至360 K时，瓶塞恰好被整体顶起，放出少许气体后再将瓶塞塞紧，其内部压强立即减为p0，温度仍为360 K。再经过一段时间，内部气体温度下降到320 K。设瓶塞的横截面积为S，瓶塞的重力及瓶塞与瓶口的摩擦力保持不变，整个过程中封闭空气可视为理想气体。求：
(1)当温度上升到360 K且尚未放气时，封闭气体的压强；
(2)当温度下降到320 K时，至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
【答案】(1) 
p0 ； (2)
p0S
【解析】
(1)封闭气体发生等容变化，初态：压强p0，温度T0=320K，末态：压强p1，温度T1=360K
根据查理定律可得
解得
(2)当温度下降到320K时，压强为p2，封闭气体发生等容变化，初态：压强p0，温度T1=360K，末态：压强p2，温度T0=320K
根据查理定律可得
解得
当瓶塞恰被顶起时，设瓶塞的质量为m，瓶塞与瓶口间摩擦力大小为f，横截面积为S，此时根据平衡可得
p1S=mg+f+p0S
当温度下降到320K时，设至少要用大小为Fmin的力才能将瓶塞拔出，此时根据平衡可得
Fmin+p2S=p0S+mg+f
联立解得
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