气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具,工作时以高压气体为动力,如图甲所示是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置示意图,气缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关,气罐向气缸内压入高压气体推动活塞运动,活塞上的撞针将钉子打入物体,同时切断气源,然后阀门自动打开放气,复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积=8L,气缸有效容积V=25mL,气钉枪正常使用时气罐内压强范围为4-25,为大气压强,当气罐内气体压强低于4时气泵会自动启动充气,压强达到6.5时停止充气。假设所有过程气体温度不变,已知气罐内气体初始压强为6.5,
(1)使用过程中,当气罐内气体压强降为4时气泵启动,充气过程停止使用气钉枪,当充气结束时,求气泵共向气罐内泵入压强为的空气体积;
(2)充气结束后用气钉枪射出100颗钉子后,求此时气罐中气体压强P;
【详解】(1)充气之前,气罐内气体的压强为4
,充气后气罐内气体的压强为6.5
,充气过程为等温变化,所以有+4=6.5
解得=20L
(2)设发射第一个钉子有6.5=+V
发射第二个钉子有=+V
发射第三个钉子有=+V
由此类推,则发第100个钉子后,有P=6.5
将题中数据带入,解得P=4.758
点评:这道物理题就是典型的热学中气体的充气和抽气问题,如果单考气体的充气和抽气,相信大多学生问题不大,但是联系到气钉枪这种气动工具,就要求学生运用所学的物理知识解决实际问题,这种运用物理知识解决生活实际问题的能力,正是高考物理命题的价值导向,希望同学们在学习物理基础知识的过程中,多联系生活实际,提高运用物理知识解决问题的能力。