题目内容

3.如图所示,容积为100cm3的球形容器,装有一根均匀刻有从0到100刻度的粗细均匀的长直管子,两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.2cm3,球内盛有一定质量的理想气体,有一滴水银恰好将球内气体同外面的大气隔开,在温度为5℃时,那滴水银在刻度20处,如果用这种装置作温度计用,
①试求此温度计可以测量的温度范围(不计容器及管子的热膨胀,假设在标准大气压下测量)
②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?为什么?

分析 (1)由两次使用等压变化,从而求出可以测量的温度范围;
(2)根据温度与刻度成线性关系,来确定是否相等.

解答 解:①由等压变化$\frac{V2}{V1}$=$\frac{T2}{T1}$   
      $\frac{100}{100+20×0.2}$=$\frac{T2}{273+5}$ 
解得 T2=267.3K   
由等压变化$\frac{V3}{V1}$=$\frac{T3}{T1}$  
 $\frac{100+100×0.20}{10+20×0.2}$=$\frac{T3}{273+5}$  
解得 T3=320.7K 
此温度计可以测量的温度范围267.3K~320.7K   
②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.
答:(1)则此温度计可以测量的温度范围从267.3K到320.7K;
(2)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相等;因为温度数值与0到100的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.

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