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如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用:试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上...

如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用: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.27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面距离导线L2为10cm,管内水银柱的高度h为8cm,大气压强75厘米汞柱,则当温度达到多少摄氏度,报警器会报警?如果要使该装置在87摄氏度报警,则应该再往玻璃管内注入多少厘米高的汞柱?如果大气压增大,则报警温度会受到怎样的影响?

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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.反之已知报警温度同样可以求出封闭气体的压强,根据封闭气体的压强可知应再向下班管中注入多少厘米汞柱.根据理想气体状态方程可知,当大气压强增大时,封闭气体的压强增大,根据气体状态方程可知,当报警器报警时的温度将比原来设计的温度增加. 【解析】 (1)由题意根据示意图可知,温度变化的过程中封闭气体的压强保持不变,气体做等压变化. 封闭气体的初始状态为:T1=300K,V1=20S,报警时温度为T2,体积V2=30S 根据盖•吕萨克定律有: 得= 即:t2=177℃ (2)若装置在87℃时报警此时需向玻璃管中注入h厘米汞柱,则此时封闭气体的压强为:(83+h)厘米汞柱,温度:T3=360K,封闭气体的体积:(30-h)S 开始时封闭气体的压强为:83厘米汞柱,温度T1=300K,封闭气体的体积为:V1=20S 根据理想气体状态方程有: 代入数据解得h=8.14cm (3)因为大气压增大后,封闭气体压强将相应增大,根据理想气体状态方程得使封闭气体膨胀到相应体积则温度将升高,即将使报警温度比原来的设计值偏高. 答:当温度为177℃时报警器会报警,如果要使装置在87℃时报警则需向玻璃管中注入8.14cm高的汞柱,如果大气压强增加,则报警器报警的温度比原先设计的偏高.
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考点分析:
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(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则电场中P点的电势为多少?小球在P点时的电势能为多少?(电势能用ε来表示)
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(1)取适量的种子,用天平测出其质量,然后将几粒种子装入注射器内;
(2)将注射器和压强传感器相连,然后缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V,压强传感器自动记录此时气体的压强p;
(3)重复上述步骤,分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p(见下表);
(4)根据记录的数据,作l/p-V图线,并推算出种子的密度.
实验次数123456
V(ml)22.020.018.016.014.012.0
p(×105Pa)1.0001.1381.3381.5671.9312.512
manfen5.com 满分网(×10-6 Pa-1108.797.476.385.183.98
(5)根据表中数据,在图中画出该实验的l/p-V关系图线.
(6)根据图线,可求得种子的总体积约为     ml (即cm3).
(7)如果测得这些种子的质量为7.86×10-3 kg,则种子的密度为    kg/m3
(8)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,那么,所测种子的密度值    (选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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