题目

为做好新冠疫情的常态化防控工作，工作人员每天对校园进行严格的消毒，某喷雾消毒桶装置简化图如图甲所示，通过打气筒使空气压入密闭消毒桶内，从而将桶中的消毒液从喷雾口压出，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高，忽略喷雾管的体积。消毒桶高为H=66cm，横截面积S=0.1m2。某次喷洒消毒液前，桶内气体的压强为p1=4×105Pa，体积V=15L。打气筒每次可向桶内充入压强p0=1×105Pa，体积V0=1.5L的空气。打开阀门K，可向外喷洒消毒液，直到桶内气体压强降为p0=1×105Pa，将不再对外喷洒消毒液。（喷液和打气过程中，所有气体可视为理想气体且温度保持不变） （1） 为喷出桶内全部液体，应至少先向桶内打气多少次？ （2） 打开阀门K，可向外喷洒消毒液。喷洒过程中p-V图像如图乙所示，估算桶内气体从状态a到状态b过程中从外界吸收的热量Q？（其中图线ab与横轴所围成的面积约为73个小方格） 答案： 解：某次喷洒消毒液前，桶内气体的压强为p1=4×105Pa，为喷出桶内全部液体，应至少先向桶内打气n次，则p1V+np0V0=p0HS可得n=4 解：喷洒过程气体的变化为等温变化，内能不变，所以吸收的热量等于对外做的功，由W=F¯x=pSΔh=pΔV因为压强和体积都变化，所以对外做功等于图像所围图形的面积，为Q=1055×155×10−3×73=7300J

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