Question

14．管道煤氣是由水煤氣和焦?fàn)t煤氣混合而成的．某住宅四樓（高約10m）居民家廚房發(fā)生管道煤氣泄漏事故，急救人員迅速趕往現(xiàn)場，護(hù)送傷員及煤氣中毒者去醫(yī)院搶救．
（1）煤氣爆炸時(shí)廚房溫度迅速升高到1800℃，估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)約為多少大氣壓？（已知一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比）
（2）產(chǎn)生的高壓可摧毀門窗及其他室內(nèi)設(shè)施，調(diào)查人員在損壞的窗外草地上發(fā)現(xiàn)飛得最遠(yuǎn)的玻璃片離該樓墻腳的距離為14m，假設(shè)該碎片是被水平推出的，試估算氣體爆炸初期的速度．（經(jīng)驗(yàn)表明該速度約為玻璃碎片飛出時(shí)最大速度的100倍）

Answer 1

分析 （1）氣體發(fā)生等容變化，應(yīng)用查理定律可以求出氣體壓強(qiáng)．
（2）玻璃片做平拋運(yùn)動，應(yīng)用平拋運(yùn)動規(guī)律可以求出其初速度．

解答 解：（1）常溫時(shí)，氣體溫度T₁=300K，壓強(qiáng)：p₁=1atm，
爆炸時(shí)氣體溫度：T₂=273+1800=2073K，
煤氣爆炸時(shí)廚房內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得：$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$，
解得，爆炸產(chǎn)生的壓強(qiáng)：P₂≈7atm．
（2）摧毀的門窗玻璃做平拋運(yùn)動，設(shè)初速度為v₀，
水平方向：x=v₀t，
豎直方向：y=$\frac{1}{2}$gt²，
解得：v₀≈1000m/s；
答：（1）煤氣爆炸時(shí)廚房溫度迅速升高到1800℃，估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)約為7atm；
（2）氣體爆炸初期的速度為1000m/s．

點(diǎn)評 知道爆炸過程氣體發(fā)生等容變化是解題的關(guān)鍵，分析清楚氣體變化過程，應(yīng)用查理定律與平拋運(yùn)動規(guī)律可以解題．