Question

如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲．27℃時，被封閉的理想氣體氣柱長L₁為20cm．水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L₂為5cm．
（1）當(dāng)溫度達(dá)到多少℃時，報警器會報警？
（2）如果大氣壓降低，試分析說明該報警器的報警溫度會受到怎樣的影響？

Answer 1

分析：（1）溫度升高，封閉氣體體積增大，水銀柱上升，當(dāng)電路恰好接通時，報警器開始報警；此時空氣柱長度L₁+L₂，以封閉空氣柱為研究對象，根據(jù)等壓變化規(guī)律求出溫度．
（2）如果大氣壓降低，氣體壓強(qiáng)降低；可以假設(shè)是電路接通時氣壓突然降低，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，要保持原來的體積，要降低溫度．

解答：解：（1）溫度升高時，下端氣體等壓變化：

T1

T2

=

V1

V2

即

300

T2

=

20

25

解得T₂=375K，
即為102℃．
（2）由玻馬定律，同樣的溫度下，大氣壓降低則下端氣柱變長，即V₁變大，剛好報警時V₂不變，
由

T1

T2

=

V1

V2

可知，T₂變小，即報警溫度降低．
答：（1）當(dāng)溫度達(dá)到102℃時，報警器會報警；
（2）如果大氣壓降低，該報警器的報警溫度會降低．

點評：氣體狀態(tài)變化可以應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求解，本題的關(guān)鍵是找出氣體的變化是等壓變化．