某科技兴趣小组,制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可以忽略的水银柱,接

某科技兴趣小组,制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可以忽略的水银柱,接口处用石蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.该小组测得酒瓶容积为480cm3,玻璃管内部横截面积为0.5cm2,瓶口外的有效长度为48cm.当气温为27℃时,水银柱刚好在瓶口位置.已知大气压p0=1.0×105Pa
(1)求该气温计能够测量的最高气温
(2)水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,气体对外做了多少功?
(3)假设上述过程密封气体从外界吸收了3J热量,则该气体的内能变化了多少?
zjsll01 1年前 已收到1个回答 举报

tongpug 幼苗

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(1)当水银柱到达管口时,所测气温最高,设为T2,此时气体体积为V2
初状态:T1=(273+27)K=300K,V1=480cm3
末状态:V2=(480+48×0.5)cm3=504cm3
根据气体等压变化,
V1
T1=
V2
T2
代入数据得T2=
V2
V1T1=
504
480×300K=315K=42℃
(2)水银柱移动过程中,外界对气体做功W=p0SL=1.0×105×0.5×10-4×0.48J=2.4J
(3)由热力学第一定律得内能变化为△U=W+Q
因为气体对外界做功2.4J,故外界对气体做功W=-2.4J
气体从外界吸收热量3J,即Q=3J
所以气体内能变化为:△U=W+Q=3J+(-2.4J)=0.6J
即气体内能增加了0.6J.
答:(1)该气温计能够测量的最高气温为42℃;(2)水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,气体对外做了2.4J的功;(3)假设上述过程密封气体从外界吸收了3J热量,则该气体的内能增加了0.6J.

1年前

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