Question

湖水深10m，上下水温可认为相同，在湖底形成体积为1cm³的气泡，当气泡上升到湖面时的体积是多大（大气压强取1×10⁵Pa，湖水密度取1×10³kg/m³）？气泡在上升的过程中是吸热还是放热？简要说明你判断的理由．

Answer 1

分析：先求解出水底压强，然后根据玻意耳定律求解气泡上升到湖面时的体积；最后根据热力学第一定律讨论．

解答：解：在湖底时，压强为：P2=P0+ρgh=1.0×105+103×10×10=2×105Pa；
水面气压为：P₁=P₀=1.0×10⁵Pa
根据玻意耳定律，有
P₁V₁=P₂V₂
解得：V2=

P2

P1

V1=2V1=2cm3
气体膨胀，对外做功，等温变化，内能不变，根据热力学第一定律公式△U=Q+W，气体吸收热量；
答：当气泡上升到湖面时的体积是2cm³，气泡在上升的过程中是吸热．

点评：本题关键是根据玻意耳定律列式求解，同时要能根据热力学第一定律分析．