问题 问答题

某同学设计用如图所示的球形容器测温度,容器容积为100cm3,它与一根粗细均匀的竖直细长管相连,该同学在细长管上均匀标出0到100的刻度,测得两个相邻刻度之间的管道的容积为0.20cm3.他将一滴有色液柱(重力可忽略)将球内一定质量的气体同外面的大气隔开.当温度为20℃时,该滴液柱位于刻度为40的位置,他在此位置标上20℃字样作为参照.温度改变时,液柱上下缓慢移动,根据液柱的位置可以计算球内气体的温度.

(1)测温时细长管是否必须保持竖直______;(填“是”、“否”)

(2)如果大气压强变大,该装置测得的温度值______.(填“偏低”、“不变”“偏高”)

(3)此装置刻度范围内能测量的温度范围是______;

(4)若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度,则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等?请分析说明:______.

答案

(1)封闭气体等压变化,根据盖-吕萨克定律,有:

V
T
=
△V
△T
=C,故△T=
△V
V
T
,要测量气体温度变化值,不需要测量气压,故细长管可以倾斜;

(2)先假设气体压强正常,然后突然增加气体压强,等温压缩,体积减小,故读数偏小;

(3)由等压变化,

V1
T1
=
V2
T2

T1=

V1T2
V2
=
100×293
100+40×0.2
K=271.3 K

V1
T1
=
V3
T3

解得T3=

V3T1
V1
=
(100+100×0.2)×271.3
100
K=325.6K

温度测量的范围 271.3.K~325.6K

(4)相等.因为是等压变化,温度变化与体积变化比值恒定(或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系.

故答案为:(1)否; (2)偏低; (3)271.3.K~325.6K (或-1.70C~52.60C);(4)相等,因为是等压变化,温度变化与体积变化比值恒定(或温度数值与刻度数值成线性关系).

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