Question

某同學(xué)將一體積較大的廣口瓶開口向上放入77℃熱水杯中，待熱平衡后，用一個(gè)剝?nèi)サ皻さ氖祀u蛋（最粗處橫截面略大于瓶口橫截面）恰好封住瓶口，如圖2所示，當(dāng)熱水杯中水溫緩慢降至42℃時(shí)，觀察到雞蛋緩慢落入瓶中，已知大氣壓強(qiáng)P=1.0×10Pa，瓶口面積S=1.0×10^-2m²，熟雞蛋重G=0.50N．求：
①溫度為42℃，雞蛋剛要落入瓶中時(shí)，廣口瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)槎啻螅?br />②當(dāng)熟雞蛋緩慢落入瓶中時(shí)與瓶口間的阻力多大？

Answer 1

【答案】分析：找出廣口瓶?jī)?nèi)的空氣狀態(tài)，根據(jù)查理定律求出42℃時(shí)廣口瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)．
當(dāng)熟雞蛋緩慢落入瓶中時(shí)，根據(jù)力的平衡求解．
解答：解：（1）廣口瓶?jī)?nèi)的空氣狀態(tài)為：
p₁=p=1.0×105Pa；T₁=273+42=315K；T₂=273+77=350K；
根據(jù)查理定律，
故有：P₁==0.9×10⁵P_a
（2）當(dāng)熟雞蛋緩慢落入瓶中時(shí)，根據(jù)力的平衡，有
G+pS=p₂S+f
即f=G+（p-p₂）S=[0.50+（1.0×10⁵-0.9×10⁵）×1.0×10^-3]N=10.5N
答：（1）溫度為42℃時(shí)廣口瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)?.9×10⁵ Pa
（2）當(dāng)熟雞蛋緩慢落入瓶中時(shí)與瓶口間的阻力10.5N．
點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵要掌握分析變化過程中壓強(qiáng)、體積和溫度的變化情況，根據(jù)氣體方程求解；此外要搞好受力分析