题目
如图所示为各学校、各机关单位常用的饮用水装置。桶装水的容积为18.9L,为了取水方便,在上面装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为 , 剩余水的体积为2.9L,水面距出水口的高度 , 取水器每下压一次打入桶里空气的体积为、压强为 , 求取水器下压几次后,桶中的水才能从出水口流出。(已知大气压强 , 水的密度 , 重力加速度 , 假设整个过程中气体温度保持不变)
答案:解:设取水器下压n次后,桶中的水才能从出水口流出。以原来桶中空气和打入的空气为研究对象,设开始时压强为p1,体积为V1,则p1=p0=1×105Pa,V1=[(18.9−2.9)×103+n350]cm3设桶中空气和打入的空气后来的体积V2,压强为p2 ,则V2=(18.9−2.9)×103cm3由玻意耳定律得p1V1=p2V2要使桶中水能从出水口流出,则有p2>p0+ρgh联立各式解得n>2.3所以取水器下压3次后,桶中水才能从出水口流出。