
(22-23高二下·江苏泰州·期末)如图所示,向一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(重力、长度均不计),在吸管上标上刻度,就做成一个简易的温度计,已知铝罐的容积是V=290cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为S=0.3cm2,易拉罐外吸管长度为L=20cm,当温度为t=20℃时,油柱在吸管中间段。设大气压强为p0=1.0×105Pa,易拉罐内气体视为理想气体,设该理想气体的内能U与热力学温度T成正比,即U=αT(α为常数,约为1.12J/K)。
(1)吸管上所标的刻度是否均匀?说明理由;
(2)求该温度计的测量范围;
(3)若油柱由吸管中间移到顶部,求气体吸收的热量Q约为多少焦耳?
【答案】(1)刻度是均匀的;(2);(3)3.66J
【详解】(1)刻度是均匀的;
被封气体进行等压变化,则
其中;
可得
温度变化与移动距离成正比,所以刻度盘均匀。
(2)由(1)可得:
可得
则
所测温度范围
(3)由中间移到顶部温度变化
内能增加
气体对外做功
根据
可得气体吸热
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