(2009•上海模拟)如图所示表示一种测量最高温度的温度计的构造(记录最高温度),上端齐平长U型管内盛有温度为T0=27

(2009•上海模拟)如图所示表示一种测量最高温度的温度计的构造(记录最高温度),上端齐平长U型管内盛有温度为T0=273K的水银.在封闭的右管内水银上方有空气,空气柱长为h=24cm.当加热管子时,空气膨胀,挤出部分水银.而当冷却到初温T0后,左边的管内水银面下降了H=6cm.试求管子被加热到的最高温度.(大气压p0=76cmHg)
stephen2211 1年前 已收到1个回答 举报

亩亩不了了 春芽

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解题思路:本题涉及三个状态:初态(第1状态)、温度最高的状态(第2状态)和末态(第3状态),先由第1和第3状态,根据气态方程列式求出温度最高时封闭气体的长度,再由第1和第2状态由气态方程列式,求出最高温度.

开始时封闭气柱:
P1=P0+h,V1=hs(s为管截面积),T1=T0=273K
当加热到最高温度时,设封闭气柱长度为h1,有:
P2=P0+h1,V2=h1s,T2=Tm
当空气冷却再回到初温T0时有:
P3=P0+(h1-2H),V3=h1-H,T3=T0
由第1和第3状态分析得:P1V1=P3V3
100×24s=(76+h1-2×6)(h1-6)•s
得 h12+58h1-2784=0
解得h1≈31.21cm,负根舍去
再对第1和第2状态分析得:
P1h
T1=
P2V2
T2
即有
h1(P0+h1)
Tm=
h(P0+h)
T0
代入数据解得 Tm=380.61K
答:管子被加热到的最高温度是380.61K.

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: 本题分析气体的状态变化过程,确定各个状态的参量是关键.

1年前

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