如图所示为一简易火灾报警装置．其原理是:竖直放置的试管中装有水银.当温度升高时.水银柱上升.使电路导通.蜂鸣器发出报警的响声．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8cm.大气压强为75cm水银柱高．(1)当温度达到多少摄氏度时.报警器会报警?(2)若水银柱上升过程中.被封闭气体吸收热量9� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2009?日照一模）如图所示为一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．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8cm，大气压强为75cm水银柱高．
（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？
（2）若水银柱上升过程中，被封闭气体吸收热量9×10^-2J，对外做功6×10^-2J，求封闭气体内能的变化量．
（3）如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的变化？

分析：（1）温度升高，封闭气体体积增大，水银柱上升，当电路恰好接通时，报警器开始报警；此时空气柱长度L₁+L₂，以封闭空气柱为研究对象，根据等压变化规律求出温度．
（2）根据热力学第一定律，可以直接得出封闭气体内能的变化量．
（3）如果大气压增大，气体压强变大；可以假设是电路接通时气压突然变大，根据理想气体状态方程，要保持原来的体积，要升高温度．

解答：解：（1）报警器报警，则气体柱的长度要增大到L₁+L₂
根据等压变化

代入数据得T₂=450K，即t₂=177℃
（2）根据热力学第一定律：△U=W+Q=-6×10^-2+9×10^-2=3×10^-2J，所以内能增加3×10^-2J．
（3）如果大气压增大，气体压强变大；
可以假设是电路接通时气压突然变大，根据理想气体状态方程，要保持原来的体积，要升高温度；
答：（1）当温度达到177℃时，报警器会报警；
（2）内能增加3×10^-2J；
（3）如果大气压增大，则该报警器的报警温度会升高．

点评：气体状态变化可以应用理想气体状态方程求解，本题的关键是找出气体的变化是等压变化．

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