Question

【題目】2019年12月以來(lái)，我國(guó)部分地區(qū)突發(fā)的新型冠狀病毒肺炎疫情威脅著人們的身體健康和生命安全，勤消毒是一種關(guān)鍵的防疫措施，如圖甲所示。圖乙是噴霧消毒桶的原理圖，消毒桶高為h。在室外從加水口加注高度為的消毒液，關(guān)閉噴霧口閥門K，密封加水口，上部封閉有壓強(qiáng)為p0、溫度為T0的空氣。將噴霧消毒桶移到室內(nèi)，一段時(shí)間后打開噴霧口閥門K，恰好有消毒液從噴霧口溢出。已知消毒液的密度為，大氣壓強(qiáng)恒為p0，噴霧管的噴霧口與噴霧消毒桶頂部等高。忽略噴霧管的體積，將空氣看作理想氣體，重力加速度為g。

（1）求室內(nèi)溫度。

（2）關(guān)閉K，在室內(nèi)用打氣筒向噴霧消毒桶內(nèi)充入空氣。然后，打開K，在室內(nèi)噴霧消毒。消毒完成時(shí)，發(fā)現(xiàn)桶內(nèi)消毒液的液面剛好降到桶底。求充入空氣與原有空氣的質(zhì)量比。(假設(shè)整個(gè)過(guò)程中氣體溫度保持不變。)

Answer 1

【答案】(1) ；(2)。

【解析】

(1) 設(shè)室內(nèi)溫度為T1，消毒桶移到室內(nèi)一段時(shí)間后，封閉氣體的壓強(qiáng)為p1

氣體做等容變化，由查理定律得：

解得

(2)以充氣前消毒桶內(nèi)空氣為研究對(duì)象。設(shè)消毒桶的橫截面積為S。充氣前壓強(qiáng)為p1時(shí)，設(shè)體積為V1，則

，

消毒完成后，設(shè)壓強(qiáng)為p2，體積為V2，對(duì)應(yīng)的氣柱高度為h2，則

，

因氣體做等溫變化，由玻意耳定律得

解得

在同溫同壓下，同種氣體的質(zhì)量比等于體積比。設(shè)原有空氣的質(zhì)量為m0，打進(jìn)空氣的質(zhì)量為m，則

解得：