如图所示,带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S=5×10-5 m2,活塞及框架的总质量m0=5×10-2 kg,大

如图所示,带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S=5×10-5 m2,活塞及框架的总质量m0=5×10-2 kg,大

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如图所示,带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S=5×10-5 m2,活塞及框架的总质量m0=5×10-2 kg,大气压强p0=1.0×105 Pa,当水温为t0=13 ℃时,注射器内气体的体积为5.5 mL。(g=10 m/s2)
(1)向烧杯中加入热水,稳定后测得t1=65 ℃时,气体的体积为多大?
(2)保持水温t1=65 ℃不变,为使气体的体积恢复到5.5 mL,则要在框架上挂质量多大的钩码?
答案
解:(1)此过程中气体的压强不变
,即,解得V1=6.5 mL
(2)设所加挂的钩码质量为m′
原来气体的压强为p1=p0=1.0×105Pa+Pa =1.1×105 Pa
加挂质量为m′的钩码后气体的压强为p2=p1,体积为V2=5.5 mL
此过程中气体做等温变化由p1V1=p2V2
即1.1×105×6.5=(1.1×105)×5.5
解得m′=0.1 kg
举一反三
下列各图中,P表示压强,V表示体积,T表示热力学温度,T表示摄氏温度,各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是 [     ]
A.B.C.D.
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有一组同学对温度计进行专题研究。他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱,根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中A为一小塑料瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差h。然后进行实验研究:  
(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示
根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格。由此可得结论: 
①当温度升高时,管内水柱高度h将___________(填:变大,变小,不变); 
②水柱高度h随温度的变化而___________(填:均匀,不均匀)变化;试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压):_____________________________________________________________________________。
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:①_______________________________;②_______________________________。
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上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为0.2m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。温度为300K时,活塞离气缸底部的高度为0.6m;将气体加热到330K时,活塞上升了0.05m,不计摩擦力及固体体积的变化,求物体A的体积。
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一根长为约30cm、管内载面积为S=5.0×10-6 m2的玻璃管下端有一个球形小容器,管内有一段长约1cm的水银柱。现在需要用比较准确的方法测定球形小容器的容积V。可用的器材有:刻度尺(量程500mm)、温度计(测量范围0-100℃)、玻璃容器(高约30cm,直径约10cm)、足够多的沸水和冷水。
(1)简要写出实验步骤及需要测量的物理量;
(2)说明如何根据所测得的物理量得出实验结果。
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体积为V=100cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的容积为0.2cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如图所示,当温度t=5℃时,水银液滴在刻度n=21的地方。那么在此大气压下,能否用此装置测量温度?说明理由,若能,求其测量范围。(不计热膨胀)

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