Question

一只熱水瓶原來(lái)盛滿了沸水．現(xiàn)將熱水全部倒出，蓋緊瓶塞（不漏氣），這時(shí)瓶?jī)?nèi)空氣溫度為90℃．過(guò)了一段時(shí)間，溫度降低為50℃（不考慮瓶?jī)?nèi)殘留水份及水蒸氣的影響）．設(shè)大氣壓強(qiáng)為P=1.0×10⁵Pa，問(wèn)：
（1）此時(shí)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)多大？
（2）設(shè)熱水瓶口的橫截面積為10cm²，瓶塞與熱水瓶間的最大靜摩擦力大小為f=7N．至少要用多大的力才能將瓶塞拔出？

Answer 1

【答案】分析：（1）熱水瓶?jī)?nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)氣體方程求解
（2）由公式F=PS可求出外界的大氣壓力和瓶?jī)?nèi)氣體壓力．拔出瓶塞需要的力等于外界的大氣壓力減去瓶?jī)?nèi)氣體壓力．
解答：答：（1）依題意，有
P=1.0×10⁵Pa，T=273+90=363K，T₁=273+50=323K；
根據(jù)查理定律，有 =
代入數(shù)據(jù)，解得    P₁=8.9×10⁴Pa  
（2）瓶塞內(nèi)外壓強(qiáng)差為△P=1.1×10⁴Pa．
△F=△P?S=11N
設(shè)至少用力F才能將瓶塞拔出，則根據(jù)力的平衡：
F=△F+f     解得F=18N
答：（1）此時(shí)氣體的壓強(qiáng)是0.89×10⁵ Pa，（2）需要18N的力才能把瓶塞拔出．
點(diǎn)評(píng)：本題考查生活中的物理現(xiàn)象以及壓力公式和壓強(qiáng)公式的運(yùn)用，要求學(xué)生平時(shí)多觀察、多思考、將生活實(shí)際和物理知識(shí)緊密聯(lián)系起來(lái)