【題目】某同學(xué)設(shè)計的簡易火災(zāi)報警裝置如圖所示,豎直固定、上端開口的試管中裝有高h(yuǎn)=20cm的水銀.其下方封閉有一段氣柱。當(dāng)環(huán)境溫度為57℃時,電路恰好接通,電鈴D發(fā)出報警聲。取絕對零度為-273℃。

①若環(huán)境溫度緩慢降至27℃時,水銀柱下降了△L=5cm,試求環(huán)境溫度為57℃時,試管內(nèi)封閉氣柱的長度L;

②若使環(huán)境溫度降低,并且往玻璃管內(nèi)注入高△h=4 cm的水銀時,報警裝置恰好再次報警,求此時的環(huán)境溫度t(已知大氣壓強(qiáng)p0= 76 cmHg)。

【答案】(1)55cm (2) 45.75oC

【解析】試題分析:加入水銀柱后空氣柱下降,氣體做等壓變化;由蓋-呂薩克定律可求得氣柱的長度L;加入水銀柱的長度.溫度升高,封閉氣體體積增大,水銀柱上升,當(dāng)電路恰好接通時,報警器開始報警;此時空氣柱長度,以封閉空氣柱為研究對象,根據(jù)等壓變化規(guī)律求出溫度.

設(shè)試管的橫截面積為S,在溫度從57℃緩慢至27℃的過程中,封閉氣體做等壓變化,由蓋-呂薩克定律有:

上式中:;
代入解得:L=55cm;
當(dāng)環(huán)境溫度為57℃時,封閉氣體的壓強(qiáng)為:

當(dāng)報警裝置再次恰好報警時,封閉氣柱的長度為:

此時封閉氣體的壓強(qiáng)為

由理想氣體狀態(tài)方程有:

解得t=45.75℃;

練習(xí)冊系列答案
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1請你補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟: 閉合開關(guān) S1、 S2, 調(diào)節(jié) R R使得靈敏電流計 G 的示數(shù)為零, 這時, A、 B 兩點(diǎn)的電勢φA、 φB的關(guān)系是 φA______φB選填大于 小于等于, 讀出電流表和電壓表的示數(shù) I1 U1, 其中 I1______選填大于、 小于等于通過電源 E 的電流

改變滑動變阻器 R、 R的阻值, 重新使得 ,讀出

2由上述步驟中測出的物理量,可以得出電動勢 E 表達(dá)式為______、內(nèi)電阻 r的表達(dá)式為_________

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