题目
锅炉运行时,液位计测量到的水位与锅炉内实际水位的关系是( )。A. 不能确定B. 测量水位高于实际水位C. 测量水位低于实际水位D. 测量水位等于实际水位
锅炉运行时,液位计测量到的水位与锅炉内实际水位的关系是( )。
A. 不能确定
B. 测量水位高于实际水位
C. 测量水位低于实际水位
D. 测量水位等于实际水位
题目解答
答案
C. 测量水位低于实际水位
解析
本题考查锅炉液位计的工作原理,关键在于理解压力变化对水密度的影响以及密度差异导致的体积变化。锅炉运行时,汽包内水处于高温高压状态,密度较小;而液位计中的水因压力较低,密度较大。相同质量的水在不同密度下体积不同,导致液位计显示的水位与实际水位存在差异。
原理分析
- 密度与压力的关系:压力越高,水的密度越大。但锅炉汽包内水处于高温高压状态,温度升高导致密度反而减小。
- 体积与密度的关系:质量一定时,密度越大,体积越小。因此,相同质量的水在液位计(密度较大)中的体积小于在汽包(密度较小)中的体积。
- 液位高度计算:假设汽包中水的密度为$\rho_1$,液位计中水的密度为$\rho_2$($\rho_2 > \rho_1$)。若汽包实际水位高度为$h$,则液位计中对应水位高度为$h' = h \cdot \frac{\rho_1}{\rho_2}$。由于$\frac{\rho_1}{\rho_2} < 1$,故$h' < h$,即测量水位低于实际水位。
选项排除
- A. 不能确定:错误,原理明确。
- B. 测量水位高于实际水位:错误,与密度与体积关系矛盾。
- D. 测量水位等于实际水位:错误,未考虑压力对密度的影响。