Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)用如圖所示的球形容器測(cè)溫度，容器容積為100cm³，它與一根粗細(xì)均勻的豎直細(xì)長(zhǎng)管相連，該同學(xué)在細(xì)長(zhǎng)管上均勻標(biāo)出0到100的刻度，測(cè)得兩個(gè)相鄰刻度之間的管道的容積為0.20cm³．他將一滴有色液柱（重力可忽略）將球內(nèi)一定質(zhì)量的氣體同外面的大氣隔開(kāi)．當(dāng)溫度為20℃時(shí)，該滴液柱位于刻度為40的位置，他在此位置標(biāo)上20℃字樣作為參照．溫度改變時(shí)，液柱上下緩慢移動(dòng)，根據(jù)液柱的位置可以計(jì)算球內(nèi)氣體的溫度．
（1）測(cè)溫時(shí)細(xì)長(zhǎng)管是否必須保持豎直______；（填“是”、“否”）
（2）如果大氣壓強(qiáng)變大，該裝置測(cè)得的溫度值______．（填“偏低”、“不變”“偏高”）
（3）此裝置刻度范圍內(nèi)能測(cè)量的溫度范圍是______；
（4）若將0到100的刻度替換成相應(yīng)的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等？請(qǐng)分析說(shuō)明：______．

Answer 1

（1）封閉氣體等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律，有：

V

T

=

△V

△T

=C，故△T=

△V

V

T，要測(cè)量氣體溫度變化值，不需要測(cè)量氣壓，故細(xì)長(zhǎng)管可以傾斜；
（2）先假設(shè)氣體壓強(qiáng)正常，然后突然增加氣體壓強(qiáng)，等溫壓縮，體積減小，故讀數(shù)偏小；
（3）由等壓變化，

V1

T1

=

V2

T2

T₁=

V1T2

V2

=

100×293

100+40×0.2

K=271.3 K

V1

T1

=

V3

T3

解得T₃=

V3T1

V1

=

(100+100×0.2)×271.3

100

K=325.6K
溫度測(cè)量的范圍 271.3．K～325.6K
（4）相等．因?yàn)槭堑葔鹤兓�，溫度變化與體積變化比值恒定（或溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值成線性關(guān)系．
故答案為：（1）否； （2）偏低； （3）271.3．K～325.6K （或-1.7⁰C～52.6⁰C）；（4）相等，因?yàn)槭堑葔鹤兓�，溫度變化與體積變化比值恒定（或溫度數(shù)值與刻度數(shù)值成線性關(guān)系）．