题目内容
【题目】某同学在青少年科技创新活动中设计了一个简易火灾报警装置．其原理如图所示：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为4cm，大气压强为76cmHg.
（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？
（2）如果要使该装置在90℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？
【答案】（1）177℃ （2）8cm
【解析】
(1)由题意知该变化过程为等压过程，对封闭气体分析根据：
＝
初状态：
V1＝L1S
T1＝300 K
末状态：
V2＝（L1＋L2）S
代入数据解得：T2＝450 K
所以：
t＝450－273＝177℃
(2)根据：
＝
初状态：
T1＝300 K
V1＝L1S
p1＝（76＋4）cmHg
要满足题意设应该再往玻璃管内注入x cm高的水银柱，则：
V3＝（L1＋L2－x）S
末状态：
T3＝273+90=363K
p3＝（76＋4＋x）cmHg
代入数据解得
答：(1)当温度达到177℃时，报警器会报警.
(2)如果要使该装置在90℃时报警，则应该再往玻璃管内注入8cm的水银柱.
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