如图1为一个横截面积足够大的喷水装置,内部装有200L水,上部密封1atm的空气1.0L.保持阀门关闭,再充入...
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问题详情:
如图1为一个横截面积足够大的喷水装置,内部装有200L水,上部密封1atm的空气1.0L.保持阀门关闭,再充入2atm的空气1.0L.设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变.
①求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强
②打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高),通过计算,在如图2中画出喷水过程中气体状态变化的图象,求最后容器内剩余水的体积.(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)
【回答】
考点: 理想气体的状态方程.
专题: 理想气体状态方程专题.
分析: ①将冲入的2atm的空气,通过等温变化转化为1atm状态下的体积,然后再根据等温变化,结合体积的变化求出气体的压强.
②打开阀门后,水从喷嘴喷出,当气体压强与大气压强相等时,水不在喷出,根据玻意耳定律求出气体的体积,从而得出最后容器内剩余水的体积.
解答: 解:①设1.0L的2atm状态下的气体转化为1atm下体积为V2,
根据等温变化由:P1V1=P0V2
再根据玻意耳定律得,P0(V2+V0)=P2V0
代入数据解得:P2=3atm.
②p2V0=p0V3 解得:V3=3.0L
故容器内剩余水的体积为V=200﹣(3﹣1)=198L.
作图如下.
答:①充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强为3atm.
②最后容器内剩余水的体积为198L.图线如图所示.
点评: 本题考查了玻意耳定律的基本运用,关键确定好研究的对象,抓住初末状态,结合气体定律进行求解,难度中等.
知识点:气体的等温变化
题型:计算题
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