题目内容
我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0=300K，压强p0=1atm，封闭气体的体积Vo=3m2．如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．①求990m深处封闭气体的体积（1atm相当于10m深的海水产生的压强）．
②下潜过程中封闭气体
分析：①根据1atm相当于10m深的海水产生的压强，求出990m深处海水产生的压强，得到990m深处封闭气体的压强，根据理想气体状态方程求出990m深处封闭气体的体积．
②对于一定质量的理想气体，其内能只跟温度有关，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律分析吸放热情况及传递的热量与外界对气体所做的功的关系．
②对于一定质量的理想气体，其内能只跟温度有关，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律分析吸放热情况及传递的热量与外界对气体所做的功的关系．
解答：解：①气缸在海平面时，对于封闭气体：
p0=1atm，T0=300K，Vo=3m2．
气缸在990m深处时，海水产生的压强为△p=ρgh=99atm
封闭气体的压强为p=p0+△p=100atm，T=280K．
根据理想气体状态方程得：
=
代入解得，V=2.8×10-2m3．
②由上知封闭气体的体积减小，外界对气体做功，W＞0；封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减小，△U＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q＜0，即下潜过程中封闭气体放热．
而且由于△U＜0，传递的热量大于外界对气体所做的功．
答：①990m深处封闭气体的体积为2.8×10-2m3．
②放热，大于
p0=1atm，T0=300K，Vo=3m2．
气缸在990m深处时，海水产生的压强为△p=ρgh=99atm
封闭气体的压强为p=p0+△p=100atm，T=280K．
根据理想气体状态方程得：
| p0V0 |
| T0 |
| pV |
| T |
代入解得，V=2.8×10-2m3．
②由上知封闭气体的体积减小，外界对气体做功，W＞0；封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减小，△U＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q＜0，即下潜过程中封闭气体放热．
而且由于△U＜0，传递的热量大于外界对气体所做的功．
答：①990m深处封闭气体的体积为2.8×10-2m3．
②放热，大于
点评：本题是实际问题的简化，要善于建立物理模型，运用理想气体状态方程和热力学第一定律结合进行分析．
练习册系列答案
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