Question

11．某學校科技興趣小組，利用廢舊物品制作了一個簡易氣溫計：在一個空葡萄酒中插入一根兩端開口的玻璃管，玻璃管內有一段長度可忽略的水銀柱，接口處用蠟密封，將酒瓶水平放置，如圖所示．已知：該裝置密封氣體的體積為480cm³，玻璃管內部橫截面積為0.4cm²，瓶口外的有效長度為48cm．當氣溫為7℃時，水銀柱剛好處在瓶口位置．
①求該氣溫計能測量的最高氣溫．
②假設水銀柱從瓶口處緩慢移動到最右端的過程中，密封氣體從外界吸收3J熱量，問：在這一過程中該氣體的內能如何變化？變化了多少？（已知大氣壓為1×10⁵Pa）

Answer 1

分析 ①氣體發(fā)生等壓變化，應用概率薩克定律可以求出溫度；
②應用熱力學第一定律可以求出內能的變化量．

解答 解：①根據蓋-呂薩克定律：$\frac{v}{T}=C$得：
$\frac{480}{273+7}=\frac{480+0.4×48}{T}$，
解得：T=291.2K；
②根據熱力學第一定律△U=W+Q，
外界對氣體做功W=-P△V=-1.92J，
解得：△U=1.08J；
答：①該氣溫計能測量的最高氣溫為291.2K．
②在這一過程中該氣體的內能增加了1.08J．

點評 本題考查了求溫度、內能的變化量，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應用蓋呂薩克定律、熱力學第一定律即可解題．