如圖所示，容積為100cm3的球形容器，與一根均勻刻有從0到100刻度粗細均勻的豎直長管相連，兩個相鄰刻度之間的管道的容積等于0.25cm3．有一滴水銀（體積可忽略）將球內(nèi)一定質(zhì)量的氣體同外面的大氣隔開．當溫度為20°C時，該滴水銀位于刻度為40的位置．如果用這種裝置來測量溫度（不計容器及管子的熱膨脹），試問：
（1）在此溫度計刻度內(nèi)能測量的溫度范圍有多大？
（2）若將0到100的刻度替換成相應的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等？請分析說明．
（3）如果外界大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度保持為30°C，能往管中最多可注入多少水銀而下部水銀恰好不進入球形容器？
分析：（1）由兩次使用等壓變化，從而求出可以測量的溫度范圍；
（2）根據(jù)溫度與刻度成線性關系，來確定是否相等．
（3）使用等壓變化和等溫變化求解．
解答：解：（1）由等壓變化，
V1
T1
=
V2
T2

T1=
V1T2
V2
=
100×293
100+40×0.25
K=266.4 K
V1
T1
=
V3
T3
  
T3=
V3T1
V1
=
(100+100×0.25)×266.4
100
K=333 K    
溫度測量的范圍 266.4K～333K
（2）相等．因為是等壓變化，溫度變化與體積變化比值恒定（或溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值成線性關系．）
（3）環(huán)境溫度為30°C時 
V1
T1
=
V4
T4
，
100
266.4
=
V4
303
，
解出 V4=113.7cm3
p4V4=p5V1     
76×113.7=（76+h）×100   
解出h=10.4cm    
最多可注入的水銀為V=hs=10.4×0.25cm3=2.6cm3．
答：（1）在此溫度計刻度內(nèi)能測量的溫度范圍是266.4K～333K
（2）若將0到100的刻度替換成相應的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是相等．因為是等壓變化，溫度變化與體積變化比值恒定．
（3）如果外界大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度保持為30°C，能往管中最多可注入2.6cm3水銀而下部水銀恰好不進入球形容器．
點評：考查對等壓變化理解，同時要掌握等溫變化、等容變化的理解，最后要掌握理想氣體狀態(tài)方程．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩個容器A和B容積不同，內(nèi)部裝有氣體，其間用細管相連，管中有一小段水銀柱將兩部分氣體隔開．當A中氣體溫度為tA=27℃，B中氣體溫度為tB=7℃，水銀柱恰好在管的中央靜止．若對兩部分氣體加熱，使它們的溫度都升高10℃，下列說法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，二個絕熱的、容積相同的球狀容器A、B，用帶有閥門K的絕熱細管連通，相鄰兩球球心的高度差h=1.00m．初始時，閥門是關閉的，A中裝有1mol的氦（He），B中裝有1mol的氪（Kr），二者的溫度和壓強都相同．氣體分子之間的相互作用勢能可忽略．現(xiàn)打開閥門K，二種氣體相互混合，最終每一種氣體在整個容器中均勻分布，二個容器中氣體的溫度相同．已知二種氣體的摩爾質(zhì)量分別為μHe=4.003×10-3kg?mol-1和μKr=83.8×10-3kg?mol-1，下列說法中正確的是（　�。�
A、兩種氣體混合前后溫度不變B、兩種氣體混合后的溫度低于混合前的溫度C、混合前氦分子的平均速率等于氪分子的平均速率D、混合后氦分子的平均速率大于氪分子的平均速率

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)（選修模塊3-3）
（1）如圖，固定的導熱氣缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸置于溫度不變的環(huán)境中．現(xiàn)用力使活塞緩慢地向上移動，密閉氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化．下列圖象中p、V和U分別表示該氣體的壓強、體積和內(nèi)能，
.
Ek
表示該氣體分子的平均動能，n表示單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)，a、d為雙曲線，b、c為直線．能正確反映上述過程的是
 

（2）2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進行反復的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學知識判斷，下列說法中正確的是
 
精英家教網(wǎng)
A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體
B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體
D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的
（3）為保證駕乘人員的安全，轎車中設有安全氣囊．轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉（NaN3）爆炸產(chǎn)生氣體（假設都是N2）充入氣囊．若氮氣充入后安全氣囊的容積V=56L，囊中氮氣密度ρ=2.5kg/m3，已知氮氣摩爾質(zhì)量M=2.8×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算囊中氮氣分子的總個數(shù)N（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【物理  選修3-3】（15分）

如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．

⑴(5分)當洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時，設細管內(nèi)空氣溫度不變，則被封閉的空氣

A．分子間的引力和斥力都增大

B．分子的熱運動加劇

C．分子的平均動能增大

D．體積變小，壓強變大

⑵(10分)如圖所示，容積為100cm3的球形容器，裝有一根均勻刻有從0到100刻度的粗細均勻的長直管子，兩個相鄰刻度之間的管道的容積等于0.2cm3，球內(nèi)盛有一定質(zhì)量的氣體，有一滴水銀恰好將球內(nèi)氣體同外面的大氣隔開，在溫度為5℃時，那滴水銀在刻度20處，如果用這種裝置作溫度計用，

①試求此溫度計可以測量的溫度范圍（不計容器及管子的熱膨脹，假設在標準大氣壓下測量）．

②若將0到100的刻度替換成相應的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等？為什么？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

【物理  選修3-3】（15分）

⑴(5分)如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。當洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時，設細管內(nèi)空氣溫度不變，則被封閉的空氣

A．分子間的引力和斥力都增大    B．分子的平均動能增大

C．內(nèi)能一定增大                D．體積變小，壓強變大

⑵(10分)如圖所示，容積為100cm3的球形容器，裝有一根均勻刻有從0到100刻度的粗細均勻的長直管子，兩個相鄰刻度之間的管道的容積等于0.2cm3，球內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，有一滴水銀恰好將球內(nèi)氣體同外面的大氣隔開，在溫度為5℃時，那滴水銀在刻度20處，如果用這種裝置作溫度計用，

①試求此溫度計可以測量的溫度范圍（不計容器及管子的熱膨脹，假設在標準大氣壓下測量）

②若將0到100的刻度替換成相應的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等？為什么？

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