问题: 物理
火箭的密封仪器舱内有一水银气压计,起飞前仪器舱内气温为17摄氏度,气压计中水银柱高度为76厘米,当火箭以大小为g的加速度竖直向上发射时,气压计水银柱高度为45.6厘米,此时仪器舱内温度为多少?
给点详细的
解答:
火箭的密封仪器舱内有一水银气压计,起飞前仪器舱内气温为17摄氏度,气压计中水银柱高度为76厘米,当火箭以大小为g的加速度竖直向上发射时,气压计水银柱高度为45.6厘米,此时仪器舱内温度为多少?
设火箭升空时,仪器舱内的大气压强为P2,水银柱的横截面积为S,水银密度为ρ
对气压计内水银柱受力分析,由牛顿第二运动定律得到:
P2*S-ρgh*S=ρSh*a
所以:P2=ρgh+ρha=ρgh+ρgh=2ρgh=2*45.6cmHg=91.2cmHg
仪器舱内空间相较于水银柱内水银面下降改变的气体空间来说大得多,所以可以忽略因水银柱高度变化引起的仪器舱内空气体积的变化,即可以认为仪器舱内空气体积不变(属定容变化)
所以,由气体状态方程有:P1*/T1=P2/T2
即:76cmHg/290=91.2cmHg/T2
解得:T2=348
则,t=T2-273=348-273=75℃
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