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,蜂鸣器发出报警声

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  • 解题思路:(1)温度升高,封闭气体体积增大,水银柱上升,当电路恰好接通时,报警器开始报警;此时空气柱长度L1+L2,以封闭空气柱为研究对象,根据等压变化规律求出温度.

    (2)加入水银柱后空气柱下降,但是玻璃管的总长度38cm不变,再由理想气体状态变化方程求得加入水银柱的长度.

    ①封闭气体做等压变化,设试管横截面积为S,则初态:V1=20S,T1=300K,末态:V2=30S,

    由盖吕萨克定律可得:

    V1

    T1=

    V2

    T2,

    解得T2=450K,

    所以t2=177℃.

    ②设当有xcm水银柱注入时会在87℃报警,则对封闭气体,初态:p1=83cm汞柱,V1=20S,T1=300K,末态:p2=(83+x)cm汞柱,V2=(30-x)S,T3=360K,

    由理想气体状态方程可得:

    p1V1

    T1=

    p2V2

    T3,

    代入数据解得x=8.14cm.

    答:(1)当温度达到177℃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8.14cm高的水银柱.

    点评:

    本题考点: 传感器在生产、生活中的应用.

    考点点评: 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.