Question

某同学设计用如图所示的球形容器测温度，容器容积为100cm³，它与一根粗细均匀的竖直细长管相连，该同学在细长管上均匀标出0到100的刻度，测得两个相邻刻度之间的管道的容积为0.20cm³．他将一滴有色液柱（重力可忽略）将球内一定质量的气体同外面的大气隔开．当温度为20℃时，该滴液柱位于刻度为40的位置，他在此位置标上20℃字样作为参照．温度改变时，液柱上下缓慢移动，根据液柱的位置可以计算球内气体的温度．
（1）测温时细长管是否必须保持竖直

 

；（填“是”、“否”）
（2）如果大气压强变大，该装置测得的温度值

 

．（填“偏低”、“不变”“偏高”）
（3）此装置刻度范围内能测量的温度范围是

 

；
（4）若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等？请分析说明：

 

．

Answer 1

分析：（1）封闭气体等压变化，根据盖-吕萨克定律列式分析；
（2）先假设气体压强正常，然后突然增加气体压强，等温压缩，体积减小，故读数偏小；
（3）由两次使用等压变化，从而求出可以测量的温度范围；
（4）根据温度与刻度成线性关系，来确定是否相等．

解答：解：（1）封闭气体等压变化，根据盖-吕萨克定律，有：

V

T

=

△V

△T

=C，故△T=

△V

V

T，要测量气体温度变化值，不需要测量气压，故细长管可以倾斜；
（2）先假设气体压强正常，然后突然增加气体压强，等温压缩，体积减小，故读数偏小；
（3）由等压变化，

V1

T1

=

V2

T2

T₁=

V1T2

V2

=

100×293

100+40×0.2

K=271.3 K

V1

T1

=

V3

T3

解得T₃=

V3T1

V1

=

(100+100×0.2)×271.3

100

K=325.6K
温度测量的范围 271.3．K～325.6K
（4）相等．因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定（或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系．
故答案为：（1）否； （2）偏低； （3）271.3．K～325.6K （或-1.7⁰C～52.6⁰C）；（4）相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定（或温度数值与刻度数值成线性关系）．

点评：考查对等压变化理解，同时要掌握等温变化、等容变化的理解，最后要掌握理想气体状态方程．