(2006•虹口区二模)如图所示是一个油气田构造示意图.A处有一个废井管,横截面积为S,高为h,下端有一段质量为m的岩芯

(2006•虹口区二模)如图所示是一个油气田构造示意图.A处有一个废井管,横截面积为S,高为h,下端有一段质量为m的岩芯封住井管,设原来井中B处油气压强为p0(与外界相同),温度为27℃,在地热作用下,B处温度突然升高到127℃,岩芯在高压作用下向上喷射,试估算岩芯能射出的高度?(忽略一切阻力)
kid1359 1年前 已收到1个回答 举报

mango_tree 幼苗

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解题思路:可将B处的气体看成理想气体,当温度升高时可把气体状态变化简化为等容过程;岩芯喷射过程中忽略气体体积的变化,因而认为气体的压力不变,从而将岩芯的上升运动看作匀加速运动;一旦岩芯离开井口,将岩芯的上升处理成竖直上抛.

1、等容升温
P0
T0=
P
T,
得 P=
T
T0P0------------------①
2、岩芯沿井管匀加速上升pS-p0S-mg=ma-------②
a=

T
T0P0S−P0S−mg
m------------③
由运动学可知vt=
2ah------------④
3、岩芯竖直上抛的高度H=
vt2
2g---------⑤
将③④代入⑤式,可得 H=
h(
400
300P0S−P0S−mg)
mg=
hP0S
3mg−h.
答:岩芯射出的高度为
hP0S
3mg−h.

点评:
本题考点: 气体的等容变化和等压变化;牛顿第二定律;封闭气体压强.

考点点评: 本题把气体的变化、牛顿第二定律和竖直上抛运动综合了起来,题型比较新颖,是一道好题,但对综合能力要求较高,有一定的难度.

1年前

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