问题 问答题

如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用;试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为5cm,大气压强为75cmHg,则

(1)当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?

(2)若再往玻璃管内注入2cm长的汞柱,则该装置的报警温度为多少摄氏度?

答案

(1)封闭的气体做等压变化,设玻璃管横截面积为s,由理想气体状态方程:

V1
T1
=
V2
T2
得:

20cm×s
(173+27)K
=
30cm×s
T2

T2=450K

所以:t2=450-273=177℃

(2)再往玻璃管内注入2cm长的汞柱后,压强变为:p2=82cmHg

由理想气体状态方程:

p1V1
T1
=
p2V2
T2
得:

80cmHg×20cm×s
(173+27)K
=
82cmHg×30cm×s
T2

解得:T2=430.5K

所以:t2=430.5173=157.5℃

答:(1)当温度达到177摄氏度时,报警器会报警

(2)若再往玻璃管内注入2cm长的汞柱,则该装置的报警温度为157.5摄氏度

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