Question

图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，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)

Answer 1

【答案】①3atm    ②3.0L；图见解析

【命题立意】本题旨在考查

【解析】①气体做等温变化，P0=1atm，P1= 2atm ，V0=1.0L ，V1=1.0L

2atm的空气在P0时的体积    P1V1=P0V2   相当于密封的空气V0和加的空气V2  做等温变化：

 P0(V2+V0)=P2V0 解得：P2=3atm

②打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高)，此时封闭气体的压强和外界的压强相等为为p0，封闭的气体做等温变化，，p2v0=p0v3   解得：v3=3.0L故容器内剩余水的体积为198L。

作图如下

 

【举一反三】如果打入的空气是3atm，2L的，封闭气体的压强是多少 ？