图甲为加油站加油系统示意图,油罐容积为30m3,为了降低油品损耗,保证油罐运行安全,在油罐顶部安装有调节油罐内外压力平衡的呼吸阀。其中吸气阀(图乙)管口面积为2×10-3m2,重力不计的吸气阀盖在0. 6N的恒力作用下堵住吸气管口。加油时,加油机内油泵自动启动,加油枪流量控制为Q = 5×10-4m3/s;(ρ油取0.8×103 kg/m3,外界大气压取105Pa )
(1)某次加油时,加油枪口高出油罐油面3m,所加油的体积为2.5×10-2m3,则加油系统克服油的重力做了多少功?(不考虑油面的变化)
(2)若加油枪口横截面积为4×10-4m2,则加油时油在油枪口处流速是多少米/秒?
(3)若油罐中油的体积为10.04m3,罐内气体压强与其体积关系如下表所示(吸气阀未打开前气体质量、温度保持不变),则在加油多长时间后,吸气阀会立即打开?
油罐内气体体积(m3) |
…… |
19.96 |
19.98 |
20 |
20.02 |
20.04 |
…… |
油罐内气体压强(Pa) |
…… |
99900 |
99800 |
99700 |
99600 |
99500 |
…… |