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P=1.0×105Pa.问:(1)当温度达到多少时报警器会报警?(2)如果温度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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P=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】分析：封闭的气体做等压变化，分别找出气体初末状态的状态参量，应用理想气体状态方程便可求解出报警温度．
由热力学第一定律列出等式求解．
解答：解．（1）封闭的气体做等压变化，由理想气体状态方程：
由

得T₂=

T₁=450K
t₂=177℃
（2）气体对外做功W′=（PS+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．
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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（1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？
（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？
（3）如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？

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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？

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A．热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性
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II．如图所示为某同学设计的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，当水银柱上表面与导线接触时，恰使电路导通，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13cm，大气压强为75cm水银柱高．
（1）当温度至少达到多少摄氏度时，报警器会报警？
（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内至少注入多少厘米高的水银柱？

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科目：高中物理 来源：烟台三模 题型：问答题

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