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    3．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，蜂鸣器发出报警的响声.27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cm水银柱高．求：
    ①当温度达到多少时，报警器会报警？
    ②如果要使该装置在87℃时报警，求再往玻璃管内注入的水银的高度．

    分析 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．

    解答 解：①对水银封闭的气体，初状态：V1=L1S，T1=273+27 K=300 K．
    末状态：V2=（L1+L2）S，T2=273+t2
    由盖吕萨克定律得：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，代入数据解得，t2=177℃．
    ②设应该再往玻璃管内注入水银的高度为x，
    对水银封闭的气体，初状态：p1=p0+h，V1=L1S，T1=300 K．
    末状态：p3=p0+h+x，V3=（L1+L2-x）S，T3=360 K
    由理想气体状态方程得：$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$，代入数据解得：x=8.14 cm．
    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，再往玻璃管内注入的水银的高度为8.14cm．

    点评 本题考查了姿态状态方程的应用，分析清楚气体状态变化过程，求出气体状态参量，应用气体状态方程即可解题．

    练习册系列答案
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    C．在第3秒末所受合力方向发生了改变
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