题目

如图所示是小明自制的简易温度计．在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内横截面积为0.4cm2的玻璃管，玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封，整个装置水平放置．玻璃管内有一段长度可忽略不计的水银柱，当大气压为1.0×105P，气温为7℃时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时封闭气体体积为480cm3 ， 瓶口外玻璃管有效长度为48cm．求：①此温度计能测量的最高气温；②当气温从7℃缓慢上升到最高气温的过程中，密封气体吸收的热量为3J，则在这一过程中密封气体的内能变化了多少． 答案：解：①当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温 T2 ，则初状态： T1=(273+7)K=280K V1=480cm3末状态： V2=(480+48×0.4)cm3=499.2cm3由盖吕萨克定律得 V1T1=V2T2代入数据得： T2=291.2K ，即： t2=18.2℃②水银移动到管右端的过程中，外界对气体做功为： W=−p0SL=−1.92J由热力学第一定律得气体内能变化为：△U=W+Q=﹣1.92+3=1.08J

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