Question

15．如圖是某研究性學習小組設(shè)計的一種測溫裝置，玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，與A相連的細管B插在水銀槽中，管內(nèi)和槽內(nèi)水銀面的高度差z即可反映出泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出．（B管的體積與A泡的體積相比可忽略）
①在標準大氣壓下（p₀=76cmHg），對B管進行溫度刻線．已知溫度t₁=27℃，管內(nèi)與槽中水銀面的高度差x₁=16cm，此高度即為27℃的刻度線．求當t=0℃時，刻度線與槽中水銀面的高度差x₀．
②若大氣壓變?yōu)閜₁=75cmHg，利用該裝置測量溫度時所得讀數(shù)仍為27℃，則此時實際溫度是多少？

Answer 1

分析 （1）封閉氣體壓強等于大氣壓減去水銀柱產(chǎn)生的壓強；設(shè)B管的體積可略去不計，則氣體是等容變化，結(jié)合查理定律公式列式分析即可；
（2）利用該測溫裝置測量溫度時所得示數(shù)仍為17℃，說明氣體體積不變，根據(jù)查理定律分析即可．

解答 解：（1）氣體為等容變化，設(shè)27℃時氣體的壓強為P₁，溫度為T₁；0℃時氣體的壓強為P，溫度為T；
由題意知：T₁=300K，T=273K，P₁=（76-16）cmHg=60cmHg；
由查理定律得：$\frac{P}{{P}_{1}}$=$\frac{T}{{T}_{1}}$
得：P=54.6cmHg
x₀=（76-54.6）cm=21.4cm
（2）此時A泡內(nèi)氣體壓強P′=75-16=59cmHg
由查理定律：$\frac{P′}{{P}_{1}}$=$\frac{T′}{{T}_{1}}$
得：T′=295K=22℃
答：①在標準大氣壓下（p₀=76cmHg），對B管進行溫度刻線．已知溫度t₁=27℃，管內(nèi)與槽中水銀面的高度差x₁=16cm，此高度即為27℃的刻度線．當t=0℃時，刻度線與槽中水銀面的高度差x₀為21.4cm；
②若大氣壓變?yōu)閜₁=75cmHg，利用該裝置測量溫度時所得讀數(shù)仍為27℃，則此時實際溫度是22℃．

點評 本題關(guān)鍵求解出已知狀態(tài)參量，然后根據(jù)查理定律列式求解，注意計算時溫度是熱力學溫度，不要直接代入攝氏溫度，不難．