Question

【題目】某物理興趣小組制作的簡易報警器工作原理如下：玻璃細管下端封閉且導熱性能良好，水銀裝在細管中，當溫度升高時，水銀柱上升，使電路接通，警鈴發(fā)出報警聲。27℃時，空氣柱長度L1為30cm，水銀柱上表面與導線下端的距離為L2，管內水銀柱高h為5cm，大氣壓強p0為76cmHg．已知當溫度達到177℃時，報警器會報警。求：

①水銀柱上表面與導線下端的距離L2；

②若要使報警器的報警溫度為127℃，應該再往細管中注入多高的水銀。

Answer 1

【答案】①15cm②9cm

【解析】

以細管內密封的空氣柱為研究對象，設其橫截面積為S。

①封閉氣體的狀態(tài)參量：

，，

，，

溫度升高時，管內氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律得：

，

代入數(shù)據(jù)解得：

L2=15cm；

②設加入xcm水銀柱，在127℃時會報警，氣體初狀態(tài)參量：

，，，

氣體末狀態(tài)參量：

，

，，

由理想氣體狀態(tài)方程得：

，

代入數(shù)據(jù)解得：

x=9cm或x=-45cm（舍去）。