Question

一个晴朗的天气，小明觉得湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画（如图所示）．但旁边的同学认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识正确画出草图，并指出这样画的物理依据．
①请在答题纸上画上你认为正确的草图
②依据

 

；
③如果认为小气泡在水中缓慢上升，则小气泡中的气体对外做的功

 

（填“大于”、“等于或“小于”）气体吸收的热量．

Answer 1

分析：气泡在上升过程中，温度升高，从水底越往上，压强越小，根据理想气体状态方程，气泡体积应增大．根据△U=W+Q可知，判断吸热与对外做功的关系

解答：解：①气泡在水里上升时，从水底越往上，压强越小，由理想气体状态方程，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，所以上边的气泡体积大于下面的气泡体积
如图
②气泡在水里上升时，从水底越往上，压强越小，由理想气体状态方程，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气泡在上升的过程中，温度升高，内能增加，由△U=W+Q＞0可知，对外做的功小于吸收的热量，“小于”
故答案为：（1）如右图
（2）气泡在水里上升时，从水底越往上，压强越小，由理想气体状态方程，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

点评：解决本题的关键是抓住气泡上升过程中为理想气体且温度升高，另外水中压强从底往上压强逐渐减小．