1.(2010·济南市二模)
某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.已知:该装置密封气体的体积为560cm3,玻璃管内部横截面积为0.5cm2,瓶口外的有效长度为48cm.当气温为7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置.
(1) 求该气温计能测量的最高气温.
(2) 假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收3.2J热量,问在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为1×105Pa)
解:(1)当水银柱到达管口时,所测气温最高,设为T2,此时气体体积为V2,初状态:T1=(273+7)K=280K; V1=560cm3,末状态V2=(560+48×0.5)cm3=584 cm3
由等压变化知: 2分
代人数据得T2=292K即19℃ 2分
(2)内能增加 1分
水银柱移动过程中,外界对气体做功W=-P0SL=-1×105×0.5×10-4×48×10-2J=-2.4J 1分
由热力学第一定律知内能变化为: ΔU=W+Q=-2.4J+3.2J=0.8J 2分