Question

9．手動便攜式洗車器因其節(jié)能環(huán)保的特點深受愛車人的喜愛．如圖為某種結構及原理簡圖．桶內水面上方用塞子密封了一定質量的理想氣體，已知氣體初態(tài)壓強與外界相等，均為p₀，體積為1L，為使水流從噴頭處霧化噴出，內外壓強差至少為0.5p₀，現(xiàn)用最大容積為0.1L的打氣筒向桶內打氣，忽略桶內水柱所產生的壓強及打氣過程中溫度的變化，求：
（1）至少需要打幾次才能使噴水刷噴出霧化水
（2）試從微觀上解釋內封氣體壓強的變化原因．

Answer 1

分析 （1）打氣過程氣體的溫度不變，根據玻意耳定律求解．
（2）從微觀上看，氣體的壓強與分子的平均動能和單位體積內的分子數(shù)有關，由此分析．

解答 解：（1）設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，氣體分子平均動能不變，分子運動劇烈程度不變，但隨著氣體的打入，單位體積內分子個數(shù)越來越多，因此壓強不斷變大．
答：（1）至少需要打5次才能使噴水刷噴出霧化水．
（2）內封氣體壓強的變化原因是：溫度不變，氣體分子平均動能不變，分子運動劇烈程度不變，但隨著氣體的打入，單位體積內分子個數(shù)越來越多，壓強不斷變大．

點評 對于打氣過程，首先要正確選擇研究對象：以所有打進氣筒內的氣體和氣筒內原來氣體整體為研究對象，再根據玻意耳定律研究．