题目内容
如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声．在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1=20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2=10cm，管内水银柱的重量为10N，横截面积为1cm2，大气压强P=1.0×105Pa，问：（1）当温度达到多少时报警器会报警？
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少？
【答案】分析：封闭的气体做等压变化，分别找出气体初末状态的状态参量，应用理想气体状态方程便可求解出报警温度．
由热力学第一定律列出等式求解．
解答：解．（1）封闭的气体做等压变化，由理想气体状态方程：
由
得T2=
T1=450K
t2=177℃
（2）气体对外做功W′=（PS+mg）L2=2J
由热力学第一定律△U=W+Q=18J
答：（1）当温度达到177℃时报警器会报警．
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了18J．
点评：气体状态变化可以应用理想气体状态方程求解，本题的关键是找出气体的变化是等压变化．
由热力学第一定律列出等式求解．
解答：解．（1）封闭的气体做等压变化，由理想气体状态方程：
由
得T2=
T1=450Kt2=177℃
（2）气体对外做功W′=（PS+mg）L2=2J
由热力学第一定律△U=W+Q=18J
答：（1）当温度达到177℃时报警器会报警．
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了18J．
点评：气体状态变化可以应用理想气体状态方程求解，本题的关键是找出气体的变化是等压变化．
练习册系列答案
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（2009?嘉定区一模）如图所示为一简易火灾报警装置．其原理是：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8cm，大气压强为75cm水银柱高．
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