Question

9．若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm³的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为P₀=1.0×10⁵Pa，g=10m/s²，湖水温度保持不变．
（1）气泡在上升的过程中，气体吸热还是放热？请简述理由．
（2）气泡到达湖面时的体积多大？

Answer 1

分析 （1）湖水的温度不变，所以U等于0，又因为气体的体积逐渐增大，所以对外做功，W为负值，所以Q为正值，即气体吸收热量．
（2）由玻意耳定律求的体积

解答 解：（1）因为湖水的温度不变，所以U等于0，又因为气体的体积逐渐增大，所以对外做功，W为负值，所以Q为正值，即气体吸收热量，对外做功，内能不变．
（2）初态为：${P}_{1}={P}_{0}+ρgh=2×1{0}^{5}Pa$，${V}_{1}=1c{m}^{3}$
末态为：${P}_{2}=1×1{0}^{5}Pa$，T₂
由玻意耳定律得：P₁V₁=P₂V₂
解得：${V}_{2}=2c{m}^{3}$
答：（1）气泡在上升的过程中，气体吸热1．
（2）气泡到达湖面时的体积2cm³

点评 题考查了理想气体状态方程和热力学第一定律的应用，难度中等．