Question

【題目】[物理——選修 3-3]

（1）關于熱力學定律，下列說法正確的是______ 。

A.氣體吸熱后溫度一定升高

B.對氣體做功可以改變其內能

C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱

D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

E.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定 達到熱平衡

（2）在水下氣泡內空氣的壓強大于氣泡表面外側水的壓強，兩壓強△p 與氣泡半 徑 r 之間的關系為△p=,其中=0.070N/m�，F(xiàn)將水下 10m 處一半徑為 0.50cm 的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0×Pa,水的密度 p=1.0×kg/m3，重力加速度為大小 g=10m/s2 .

（i）求在水下 10m 處氣泡內外的壓強差_________。

（ii）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值__ 。

Answer 1

【答案】（1）BDE （2）ⅰ、 ⅱ、1.3

【解析】

根據(jù)熱力學第一定律氣體吸熱后如果同時對外做功，溫度不一定升高，A錯誤；改變氣體內能的方式有兩種，一種是熱傳遞，一種是做功，B正確；由知，一定質量理想氣體在等壓膨脹過程中溫度升高，內能增大，氣體一定吸收熱量，C錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，熱量不可能自發(fā)的從低溫物體傳到高溫物體，D正確；如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，E正確；

（2）（i）當氣泡在水下h=10m處時，設其半徑為，氣泡內外壓強差為，則①，代入題給數(shù)據(jù)得②

（ii）設氣泡在水下10m處時，氣泡內空氣的壓強為，氣泡體積為；

氣泡到達水面附近時，氣泡內空氣的壓強為，內外壓強差為，其體積為，半徑為．

氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有③

由力學平衡條件有④，⑤

氣泡體積和分別為⑥，⑦，

聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得⑧

由，i=1，2，故可略去⑧⑧式中的項，代入題給數(shù)據(jù)得