问题
问答题
如图所示为火灾报警器的原理图,竖直放置的玻璃试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.在27℃时,下端封闭的空气柱长为L1=20cm,水银柱上表面与导线端点的距离为L2=10cm,管内水银柱的重量为10N,横截面积为1cm2,大气压强P0=1.0×105Pa,问:
(1)当温度达到多少时报警器会报警?
(2)如果温度从27℃升到报警温度的过程中,封闭空气柱从外界吸收的热量为20J,则空气柱的内能增加了多少?
答案
解.(1)封闭的气体做等压变化,由理想气体状态方程:
由
=V1 T1 V2 T2
得T2=
T1=450KV2 V1
t2=177℃
(2)气体对外做功W′=(P0S+mg)L2=2J
由热力学第一定律△U=W+Q=18J
答:(1)当温度达到177℃时报警器会报警.
(2)如果温度从27℃升到报警温度的过程中,封闭空气柱从外界吸收的热量为20J,则空气柱的内能增加了18J.