如圖1為一個橫截面積足夠大的噴水裝置，內部裝有200L水，上部密封1atm的空氣1.0L．保持閥門關閉，再充入...

問題詳情：

如圖1為一個橫截面積足夠大的噴水裝置，內部裝有200L水，上部密封1atm的空氣1.0L．保持閥門關閉，再充入2atm的空氣1.0L．設在所有過程中空氣可看作理想氣體，且温度不變．

①求充入2atm的空氣1.0L後密封氣體的壓強

②打開閥門後，水從噴嘴噴出（噴嘴與水平等高），通過計算，在如圖2中畫出噴水過程中氣體狀態變化的圖象，求最後容器內剩餘水的體積．（不計閥門右側的管中水的體積及噴嘴與裝置中水平的高度差）

【回答】

考點：        理想氣體的狀態方程．

專題：        理想氣體狀態方程專題．

分析：  ①將衝入的2atm的空氣，通過等温變化轉化為1atm狀態下的體積，然後再根據等温變化，結合體積的變化求出氣體的壓強．

②打開閥門後，水從噴嘴噴出，當氣體壓強與大氣壓強相等時，水不在噴出，根據玻意耳定律求出氣體的體積，從而得出最後容器內剩餘水的體積．

解答：  解：①設1.0L的2atm狀態下的氣體轉化為1atm下體積為V2，

根據等温變化由：P1V1=P0V2

再根據玻意耳定律得，P0（V2+V0）=P2V0

代入數據解得：P2=3atm．

②p2V0=p0V3   解得：V3=3.0L

故容器內剩餘水的體積為V=200﹣（3﹣1）=198L．

作圖如下．

答：①充入2atm的空氣1.0L後密封氣體的壓強為3atm．

②最後容器內剩餘水的體積為198L．圖線如圖所示．

點評：        本題考查了玻意耳定律的基本運用，關鍵確定好研究的對象，抓住初末狀態，結合氣體定律進行求解，難度中等．

知識點：氣體的等温變化

題型：計算題