Question

18．（1）如圖為利用飲料瓶制作的水火箭，先在瓶中灌入一部分水，蓋上活塞后豎直倒置，利用打氣筒沖入空氣，當(dāng)內(nèi)部氣壓達(dá)到一定值時(shí)可頂出活塞，便能?chē)娝�使水火箭發(fā)射升空，在噴水階段，可以認(rèn)為瓶?jī)?nèi)氣體與外界絕熱，則噴水階段瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低（選填“升高”、“降低”、“不變”），瓶?jī)?nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力減�。ㄟx填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）充氣前瓶?jī)?nèi)已有壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣2L，設(shè)充氣過(guò)程中瓶?jī)?nèi)氣體溫度保持不變、瓶的體積不變，當(dāng)水火箭內(nèi)部氣體壓強(qiáng)達(dá)到3個(gè)大氣壓時(shí)方可將活塞頂出，則充氣裝置需給飲料瓶再充入1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣多少升，火箭方可發(fā)射？

Answer 1

分析 （1）氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律判斷氣體內(nèi)能如何變化，然后判斷溫度如何變化，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的變化判斷作用力如何變化．
（2）以瓶?jī)?nèi)氣體與充入的氣體整體為研究對(duì)象，求出氣體的狀態(tài)參量，應(yīng)用玻意耳定律可以求出沖入氣體的體積．

解答 解：（1）在噴水階段瓶?jī)?nèi)氣體體積增大，氣體對(duì)外做功：W＜0，
噴水階段瓶?jī)?nèi)氣體與外界絕熱，Q=0，由熱力學(xué)第一定律得：△U=W+Q=W＜0，
氣體內(nèi)能減少，則噴水階段瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低；
噴水過(guò)程氣體體積增大，氣體溫度降低，由理想氣體狀態(tài)方程可知，
氣體壓強(qiáng)減小，瓶?jī)?nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力減��；
（2）以瓶?jī)?nèi)氣體與充入的氣體整體為研究對(duì)象，氣體的狀態(tài)參量為：
p₁=1atm，p₂=3atm，V₂=2L，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：
p₁V₁=p₂V₂，即：1×V₁=3×2，解得：V₁=6L，
充入氣體的體積：V=6-2=4L；
故答案為：（1）降低；減��；（2）充氣裝置需給飲料瓶再充入1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣4升，火箭方可發(fā)射．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷氣體溫度與壓力如何變化、求充入氣體的體積，根據(jù)題意判斷氣體做功情況、求出氣體的狀態(tài)參量，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律、玻意耳定律可以解題；巧妙地選擇研究對(duì)象是解題的關(guān)鍵．