用傳統的打氣筒給自行車打氣時，不好判斷是否已經打足了氣．某研究*學習小組的同學們經過思考，解決了這一問題．他們...

問題詳情：

用傳統的打氣筒給自行車打氣時，不好判斷是否已經打足了氣．某研究*學習小組的同學們經過思考，解決了這一問題．他們在傳統打氣筒基礎上進行了如下的改裝(示意圖如圖所示):圓柱形打氣筒高H，內部橫截面積為S，底部有一單向閥門K，厚度不計的活塞上提時外界大氣可從活塞四周進入，活塞下壓時可將打氣筒內氣體推入容器B中，B的容積VB＝3HS，向B中打氣前A、B中氣體初始壓強均為p0，該組同學設想在打氣筒內壁焊接一卡環C(體積不計)，C距氣筒頂部高度為h＝H，這樣就可以自動控制容器B中的最終壓強．求：

①假設氣體溫度不變，則第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時，容器B內的壓強是多少？

②要使容器B內壓強不超過5p0，h與H之比應為多少？

【回答】

解析：

①第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時，設容器B內的壓強為pB，C距低部H－h＝H/3，由玻意耳定律得

p0(VB＋HS)＝pB(VB＋HS/3)  （2分）

解得  pB＝1.2p0           （1分）

②對打氣筒內的氣體，要使容器B內壓強不超過5p0，意味著活塞從頂端下壓至C處時，打氣筒C處以下的壓強不能超過5p0，由玻意耳定律得        

 p0HS=5p0(H－h)S   （2分）

解得             （2分）

知識點：專題九 熱學部分

題型：計算題