Question

【題目】手動(dòng)便攜式洗車器因其節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)深受愛車人的喜愛．如圖為某種結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)圖．桶內(nèi)水面上方用塞子密封了一定質(zhì)量的理想氣體，已知?dú)怏w初態(tài)壓強(qiáng)與外界相等，均為p0 ， 體積為1L ， 為使水流從噴頭處?kù)F化噴出，內(nèi)外壓強(qiáng)差至少為0.5p0 ， 現(xiàn)用最大容積為0.1L的打氣筒向桶內(nèi)打氣，忽略桶內(nèi)水柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)及打氣過(guò)程中溫度的變化，求：
（1）至少需要打幾次才能使噴水刷噴出霧化水
（2）試從微觀上解釋內(nèi)封氣體壓強(qiáng)的變化原因．

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)至少需要打幾次才能使噴水刷噴出霧化水．

已知：V1=1L+n.0.1L=（1+0.1n）L，p1=p0，

V2=1L，p2=1.5p0；

根據(jù)玻意耳定律p1V1=p2V2得：

p0（1+0.1n）L=p0×1.5L

解得：n=5（次）

至少需要打5次才能使噴水刷噴出霧化水

（2）

溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度不變，但隨著氣體的打入，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越來(lái)越多，因此壓強(qiáng)不斷變大．

【解析】（1）設(shè)至少需要打幾次才能使噴水刷噴出霧化水．
已知：V1=1L+n.0.1L=（1+0.1n）L ， p1=p0 ，
V2=1L ， p2=1.5p0；
根據(jù)玻意耳定律p1V1=p2V2得：
p0（1+0.1n）L=p0×1.5L
解得：n=5（次）（2）溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度不變，但隨著氣體的打入，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越來(lái)越多，因此壓強(qiáng)不斷變大．
答：（1）至少需要打5次才能使噴水刷噴出霧化水．（2）內(nèi)封氣體壓強(qiáng)的變化原因是：溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度不變，但隨著氣體的打入，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越來(lái)越多，壓強(qiáng)不斷變大．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式:W+Q=ΔU；符號(hào)法則:外界對(duì)物體做功，W取正值，物體對(duì)外界做功，W取負(fù)值;物體吸收熱量，Q取正值，物體放出熱量，Q取負(fù)值;物體內(nèi)能增加，ΔU取正值，物體內(nèi)能減少，ΔU取負(fù)值才能正確解答此題．