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    精英家教网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？
    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
    V1
    T1
    =
    V2
    T2
     
    得T2=
    V2
    V1
    T1=450K
    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．
    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．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?嘉定区一模）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℃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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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网I．下列说法中正确的是
    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
    B．两个分子间的距离由很远（r＞10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
    C．物体放出热量，温度不一定降低
    D．在温度不变的条件下，饱和汽的体积减小，其压强增大
    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

    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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    科目：高中物理 来源：2009年山东省烟台市高考物理三模试卷（解析版） 题型：解答题

    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？

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