Question

某同學將廣口瓶開口向上放入77℃熱水槽中，待熱平衡后，用一個剝去蛋    殼的熟雞蛋(最粗處橫截面略大于瓶口橫截面，雞蛋體積遠小于廣口瓶容積)恰好封住瓶口，如圖所示。當熱水槽中水溫降低時，雞蛋緩慢下落，水溫降至42℃時,觀察到雞蛋即將落入瓶中。已知大氣壓強P₀=1．0×10⁵Pa，瓶口面積S=1．0×10^-3m²，熟雞蛋重力為G=0．50N。求：

①溫度為42℃時廣口瓶內的氣體壓強；

②當熟雞蛋即將落入瓶中時受到瓶口的阻力。

Answer 1

解：①（5分）廣口瓶內的空氣狀態為：

     

根據查理定律得：                             （3分）

得    ×1.0×10⁵Pa=0.9×10⁵ Pa             （2分）

②（4分）當熟雞蛋緩慢時，根據力的平衡，有：G+p₀S =p₂S+f             （2分）

即：f=G+（p₀-p₂）S=[0.50+（1.0×10⁵-0.9×10⁵）×1.0×10^-3]N=10.5N           （2分）