题目内容
【题目】某兴趣小组利用废旧物品制作了一个简易气温计:如图所示,在一个空酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置。已知酒瓶的容积为480cm3,玻璃管内部横截面积为0.4cm2,瓶口外的有效长度为50 cm。当气温为280 K时,水银柱刚好处在瓶口位置。
①求该气温计能测量的最高气温;(结果保留小数点后一位)
②在水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体是吸热还是放热?简要说明理由。
【答案】①291.7 K或18.7℃;②吸热
【解析】
①当水银柱到达管口时,所测气温最高,设为T2,此时气体的体积为V2,则
初态:T1=280K,V1=480cm3
末态:V2=(480+50×0.4)cm3=500cm3
根据吕萨克定律得
代入解得T2=291.7K=18.7℃
②当环境温度升高时,水银柱从瓶口缓慢向右移动,此过程密封气体的内能增大,同时对外界做功,由热力学第一定律△U=W+Q,得气体要从外界吸热.
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