体积为V=100 cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如图8-2-9所示.当温度t=5 ℃时,水银液滴在刻度为n=21的地方.那么在此大气压下,能否用它测量温度?说明理由,若能,求其测量范围,不计热膨胀.
图8-2-9
测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.
因为管口和大气相通,所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀,气体是等压变化,根据盖·吕萨克定律:
=
=
=恒量.
温度的增加与体积的增加成正比,所以可以用来测量温度.测量温度的范围应该为气体的体积从V1=100 cm3,等压变化到V2=(100+100×0.2) cm3=120 cm3这个范围所对应的气体温度T1—T2之间.
根据题意,当T0=273+5 K=278 K时,气体的体积V0=(100+20×0.2) cm3=104 cm3.
根据盖·吕萨克定律:
=
T1==
K=267.3 K
=
,所以T2=
=
K=320.8 K
267.3 K=-5.7 ℃320.8 K=47.8 ℃
能测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.
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