Question

一個晴朗的天氣，小明覺得湖水中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景很美，于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫（如圖所示）．但旁邊的同學認為他的畫有不符合物理規律之處，請根據你所掌握的物理知識正確畫出草圖，并指出這樣畫的物理依據．
①請在答題紙上畫上你認為正確的草圖
②依據

 

；
③如果認為小氣泡在水中緩慢上升，則小氣泡中的氣體對外做的功

 

（填“大于”、“等于或“小于”）氣體吸收的熱量．

Answer 1

分析：氣泡在上升過程中，溫度升高，從水底越往上，壓強越小，根據理想氣體狀態方程，氣泡體積應增大．根據△U=W+Q可知，判斷吸熱與對外做功的關系

解答：解：①氣泡在水里上升時，從水底越往上，壓強越小，由理想氣體狀態方程，V上=

T上

T下

P下

P上

V下，P_下＞P_上，T_上＞T_下，所以V_上＞V_下，所以上邊的氣泡體積大于下面的氣泡體積
如圖
②氣泡在水里上升時，從水底越往上，壓強越小，由理想氣體狀態方程，V上=

T上

T下

P下

P上

V下，P_下＞P_上，T_上＞T_下，所以V_上＞V_下．
③氣泡在上升的過程中，溫度升高，內能增加，由△U=W+Q＞0可知，對外做的功小于吸收的熱量，“小于”
故答案為：（1）如右圖
（2）氣泡在水里上升時，從水底越往上，壓強越小，由理想氣體狀態方程，V上=

T上

T下

P下

P上

V下，P_下＞P_上，T_上＞T_下，所以V_上＞V_下．
（3）小于

點評：解決本題的關鍵是抓住氣泡上升過程中為理想氣體且溫度升高，另外水中壓強從底往上壓強逐漸減小．