Question

【題目】如圖所示為存放某種特殊物品的儲藏室及其相應的溫度報警系統,當儲藏室的溫度高于或低于特定的溫度時,報警系統就會發出報警信號。其中汽缸壁用導熱性能良好的材料制成,活塞絕緣且通過一個輕質絕緣細桿與一金屬片連接,當儲藏室內溫度變化時,活塞帶動金屬片移動分別與支路1、2構成閉合回路,相應的紅燈或綠燈就會發出報警信號。當儲藏室內的溫度為T。=300K時,測得活塞與汽缸底部間距為L=5cm,金屬片與左側支路1的距離為x1=0.5cm,活塞與汽缸間的摩擦不計。求：

（1）紅燈發出報警信號時,此時儲藏室的溫度？

（2）為使儲藏室內的溫度低至15℃時綠燈發出報警信號,則左右兩支路1、2間的距離為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）0.7cm

【解析】（1）設活塞的橫截面積為S，當紅燈發出報警信號時，此時封閉氣體的體積為：V1=(x1+l)S

初態：V0=LS T0=300K

根據蓋呂薩克定律：

解得T1=330K=57℃

（2）當綠燈發出報警信號時，此時封閉氣體的溫度T2=288K，V2=(l-x2)S

封閉氣體做等壓變化，根據蓋呂薩克定律：

解得x2=0.2cm

左右兩支路間的距離：x1+x2=0.7cm