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
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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
题型:不详
难度:
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某同学设计用如图所示的球形容器测温度,容器容积为100cm
3
,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0.20cm
3
.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:______.
答案
(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,
V
1
T
1
=
V
2
T
2
T
1
=
V
1
T
2
V
2
=
100×293
100+40×0.2
K=271.3 K
V
1
T
1
=
V
3
T
3
解得T
3
=
V
3
T
1
V
1
=
(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-1.7
0
C~52.6
0
C);(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).
举一反三
如图所示,左端封闭的U形管中,空气柱将水银分为A、B两部分,空气柱的温度t=87°C,长度L=12.5cm,水银柱A的长度h
1
=25cm,水银柱B两边液面的高度差h
2
=45cm,大气压强p
0
=75cmHg,
(1)当空气柱的温度为多少时,水银柱A对U形管的顶部没有压力;
(2)空气柱保持(1)中温度不变,在右管中注入多长的水银柱,可以使形管内水银柱B两边液面相平.
题型:上海模拟
难度:
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一个如图所示形状、内径均匀的细玻璃管,它的AB和CD两臂竖直放置,BC段呈水平方向,管的AB段和BC段长度分别为40cm和5cm,A端封闭、D端开口与大气相通.用一段长为5cm的水银柱将一部分空气封闭在管内.当管内被封闭空气的温度为27℃时,BC管充满水银,被封闭的空气柱恰与AB管等长.如果空气温度发生变化,管内水银柱将发生移动.设大气压强相当于75cm水银柱产生的压强,则
(1)要管内水银柱进入AB管,则空气温度是降低还是升高?
(2)要使管内水银柱刚好全部离开BC管进入AB管内并保持稳定时,AB管内空气的温度应是多少?
题型:奉贤区二模
难度:
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如图所示,粗细均匀的细直玻璃管上端封闭,开口端竖直向下插入水银槽中,管内封闭有一定质量的理想气体,玻璃管露出水银槽液面的长度为L=40cm,管内外水银面高度差为h=8cm.现使管缓慢转过θ=37°角,保持玻璃管在水银槽液面上方的长度L不变,外界大气压强不变,这时( )
A.管内气柱长度可能为30cm
B.管内气柱长度可能为32cm
C.管内水银柱长度可能为9cm
D.管内水银柱长度可能为12cm
题型:不详
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如图所示,两端开口的弯折管竖直放置,三段竖直管内各有一段水银柱将两段空气柱A、B封闭在管内,已知大气压强为P
0
(P
a
),左管内水银柱长h
1
(m),右管内水银柱长h
2
(m),水银的密度为ρ,则空气柱A的压强为______ P
a
,中间管内的水银柱的长度为______ m.
题型:奉贤区二模
难度:
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如图所示,用销钉固定的光滑绝热活塞把水平放置的绝热气缸分隔成容积相同的A、B两部分,A、B缸内分别封闭有一定质量的理想气体.初始时,两部分气体温度都为t
0
=27℃,A部分气体压强为p
A0
=2×10
5
Pa,B部分气体压强为p
B0
=1×10
5
Pa.拔去销钉后,保持A部分气体温度不变,同时对B部分气体加热,直到B内气体温度上升为t=127℃,停止加热,待活塞重新稳定后,(活塞厚度可忽略不计,整个过程无漏气发生)求:
(1)A部分气体体积与初始体积之比V
A
:
V
A0
;
(2)B部分气体的压强p
B
.
题型:不详
难度:
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