题目

消毒是防止新冠肺炎传播的重要环节，肩背式手动消毒喷雾器原理如图所示，储液桶上端进气孔用细软管与带有单向阀门K1的打气筒相连，下端出水口用细软管与带阀门K2的喷头相连．已知储液桶容积V=16.0L，打气筒每打一次能将 L的外界空气压入储液桶内．现向储液桶内注入 L的消毒液，拧紧桶盖和喷头开关K2 ， 设大气压强 atm、喷雾器内外温度均为t=27℃，打气过程中温度保持不变。 （1） 未打气时，储液桶内气体在标准状态下（气体压强 atm、温度t0=0℃）的体积是多少？ （2） 某次打气时，将打气筒里的气体全部充入储液桶，需对气体做W=40J的功，则喷雾器内的空气吸热还是放热？吸收或放出多少热量？ （3） 某次消毒时，打气筒连续打气使储液桶内的气体压强增加到 atm，停止打气．打开阀门K2 ， 喷雾消毒后气体压强又降至 atm，上述过程温度不变。求打气筒打气的次数n和储液桶内剩余消毒液的体积V3。 答案： 解：未打气时，在 t=27°C 时储液桶内气体的体积为 V0=V−V2=6.0L 气体压强不变，当温度变为 t0=0°C 时，根据盖吕萨克定律 V0T=V0'T0 其中 T=(273+27)K=300K ， T0=273K 解得储液桶内气体在标准状态下的体积 V0'=5.46L 解：因为打气过程中温度保持不变，则气体内能不变， ΔU=0 ，根据热力学第一定律 ΔU=Q+W ， W=40J 所以 Q=−40J 即喷雾器内的空气放热，放出40J热量 解：某次连续打气过程中，因为温度不变，根据玻意耳定律 p0(V0+nV1)=p1V0 解得 n=60 喷雾消毒后气体压强又降至 p2=1.6atm ，因为温度不变，根据玻意耳定律 p1V0=p2V4 解得此时储液桶中剩余气体体积为 V4=15.0L 则此时剩余消毒液的体积为 V3=V−V4=1.0L

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