问题
计算题
某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中,待热平衡后,用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋(最粗处横截面略大于瓶口横截面)恰好封住瓶口,如图所示。当热水杯中水温缓慢降至42℃时,观察到鸡蛋缓慢落入瓶中。已知大气压强p0=1.0×105Pa,瓶口面积S=1.0×10-3m2,熟鸡蛋质量G=0.50N。求:
(1)温度为42℃时广口瓶内的压强变为多大?
(2)当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力多大?
答案
解:(1)广口瓶内的空气状态为:
;
;
根据查理定律
得×1.0×105Pa=0.9×105 Pa
(2)当熟鸡蛋缓慢时,根据力的平衡,有
G+p0S =p2S+f
即f=G+(p0-p2)S=[0.50+(1.0×105-0.9×105)×1.0×10-3]N=10.5N