题目内容

15.如图是某研究性学习小组设计的一种测温装置,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在水银槽中,管内和槽内水银面的高度差z即可反映出泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.(B管的体积与A泡的体积相比可忽略)
①在标准大气压下(p0=76cmHg),对B管进行温度刻线.已知温度t1=27℃,管内与槽中水银面的高度差x1=16cm,此高度即为27℃的刻度线.求当t=0℃时,刻度线与槽中水银面的高度差x0.
②若大气压变为p1=75cmHg,利用该装置测量温度时所得读数仍为27℃,则此时实际温度是多少?

分析 (1)封闭气体压强等于大气压减去水银柱产生的压强;设B管的体积可略去不计,则气体是等容变化,结合查理定律公式列式分析即可;
(2)利用该测温装置测量温度时所得示数仍为17℃,说明气体体积不变,根据查理定律分析即可.

解答 解:(1)气体为等容变化,设27℃时气体的压强为P1,温度为T1;0℃时气体的压强为P,温度为T;
由题意知:T1=300K,T=273K,P1=(76-16)cmHg=60cmHg;
由查理定律得:$\frac{P}{{P}_{1}}$=$\frac{T}{{T}_{1}}$
得:P=54.6cmHg
x0=(76-54.6)cm=21.4cm
(2)此时A泡内气体压强P′=75-16=59cmHg
由查理定律:$\frac{P′}{{P}_{1}}$=$\frac{T′}{{T}_{1}}$
得:T′=295K=22℃
答:①在标准大气压下(p0=76cmHg),对B管进行温度刻线.已知温度t1=27℃,管内与槽中水银面的高度差x1=16cm,此高度即为27℃的刻度线.当t=0℃时,刻度线与槽中水银面的高度差x0为21.4cm;
②若大气压变为p1=75cmHg,利用该装置测量温度时所得读数仍为27℃,则此时实际温度是22℃.

点评 本题关键求解出已知状态参量,然后根据查理定律列式求解,注意计算时温度是热力学温度,不要直接代入摄氏温度,不难.

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