Question

湖水深10m，上下水溫可認為相同，在湖底形成體積為1cm³的氣泡，當氣泡上升到湖面時的體積是多大（大氣壓強取1×10⁵Pa，湖水密度取1×10³kg/m³）？氣泡在上升的過程中是吸熱還是放熱？簡要說明你判斷的理由．

Answer 1

分析：先求解出水底壓強，然后根據玻意耳定律求解氣泡上升到湖面時的體積；最后根據熱力學第一定律討論．

解答：解：在湖底時，壓強為：P2=P0+ρgh=1.0×105+103×10×10=2×105Pa；
水面氣壓為：P₁=P₀=1.0×10⁵Pa
根據玻意耳定律，有
P₁V₁=P₂V₂
解得：V2=

P2

P1

V1=2V1=2cm3
氣體膨脹，對外做功，等溫變化，內能不變，根據熱力學第一定律公式△U=Q+W，氣體吸收熱量；
答：當氣泡上升到湖面時的體積是2cm³，氣泡在上升的過程中是吸熱．

點評：本題關鍵是根據玻意耳定律列式求解，同時要能根據熱力學第一定律分析．