(2006•徐汇区模拟)某同学设计并制作了一种温度计,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在

(2006•徐汇区模拟)某同学设计并制作了一种温度计,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出(B管的体积与A泡的体积相比可略去不计).制作过程:将玻璃泡分别置于100℃与0℃的环境温度下,刻录下当时水银面的高度x,再以两次刻录下的刻度间距的[1/100]为最小刻度,将B管全部画上均匀刻度线,温度计便制作好了.
为检查该装置的可行性与准确性,该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度,通过对B管上的温度刻度与当时实际温度进行对比,以确定该温度计的可行性与准确性,测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示:
实际温度t(℃) -27 0 27 54 81 100
汞柱高x(cm) 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
温度刻度t(℃) -31 -4 23 50 77 96
该同学根据表格中提供的信息,进行了以下分析:
(1)由表格中数据可得B管内汞柱高x的变化大小和实际温度T的变化大小的比值恒定,其比值大小为C=______cm/K;
(2)该同学认为上一结果说明该温度计制作时在B管上画上均匀刻度线的方法是正确的.试从理论及实际两方面分析并证明这一制作方法的正确性.
(3)由表格中数据推断此时实际的大气压强值p0=______cmHg.
(4)虽然温度计原理上正确,但实际温度却与管上的刻度之间出现了明显偏差,该同学分析出现这一现象的原因可能是由于制作温度计时的大气压p0′与此时实际的大气压p0不同,p0′比p0______(填“偏大”或“偏小”).说明这种温度计受环境大气压影响较大,为此该同学提出了修正方案,请写出修正后的实际温度表达式T=
T+
p0P0
C
T+
p0P0
C
(设已测量出的数据有温度测量值T、制作温度计时的大气压p0′、测温时的大气压p0).
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huadi01 幼苗

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解题思路:(1)根据k=[△x/△t]代入数据计算即可;
(2)理论上根据理想气体状态方程分析;实际上根据数据计算;
(3)若封闭气体压强减为零,水银柱长度等于大气压强(以cmHg为单位);若设法使封闭气体温度趋近零,则气压趋近零,按照表格中数据的变化趋势,求解即可;
(4)实际温度比理论值小,说明实际气压低;加上低的值即可.

(1)根据k=[△x/△t]代入数据,得到:k=[25.4−4.2
81−(−27)≈0.2;
(2)理论上:封闭气体近似作等容变化 所以
P/T=
△P
△T=
△x
△T=k(k为常数).而实际数据确实得到
△x
△T]=0.2 cm/K,说明汞柱高x随实际温度T均匀变化,因此将0℃和100℃两条刻度线之间进行100等分,取该等分将B管画上均匀刻度线的做法是正确的;
(3)若设法使封闭气体温度趋近零,则气压趋近零,此时水银柱长度等于大气压强(以cmHg为单位),故
P0=273C+20.4cmHg=273×0.2+20.4=75cmHg;
(4)实际温度比理论值小,说明实际气压低;
修正后的实际温度表达式T=T+
p0−P0′
C;
故答案为:(1)0.2;(2)证明如上;(3)p0=75cmHg;(4)偏小、T+
p0−P0′
C.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

考点点评: 本题是利用气压与温度的线性关系制作温度计的问题,关键理清实验原理,明确实验误差的来源,知识迁移能力要求高,难题.

1年前

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