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(2009•松江区二模)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
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答案和解析
(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T2=
T1=
T1=450K
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.
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:
V1 |
T1 |
V2 |
T2 |
得T2=
V2 |
V1 |
3 |
2 |
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:
P1V1 |
T1 |
P2V2 |
T2 |
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
PV |
T |
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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