题目内容
【题目】[物理——选修 3-3]
(1)关于热力学定律,下列说法正确的是______ 。
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定 达到热平衡
(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强△p 与气泡半 径 r 之间的关系为△p=
,其中
=0.070N/m。现将水下 10m 处一半径为 0.50cm 的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0×
Pa,水的密度 p=1.0×
kg/m3,重力加速度为大小 g=10m/s2 .
(i)求在水下 10m 处气泡内外的压强差_________。
(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值__ 。
【答案】(1)BDE (2)ⅰ、
ⅱ、1.3
【解析】
根据热力学第一定律气体吸热后如果同时对外做功,温度不一定升高,A错误;改变气体内能的方式有两种,一种是热传递,一种是做功,B正确;由
知,一定质量理想气体在等压膨胀过程中温度升高,内能增大,气体一定吸收热量,C错误;根据热力学第二定律,热量不可能自发的从低温物体传到高温物体,D正确;如果两个系统分别与第三个系统达到平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,E正确;
(2)(i)当气泡在水下h=10m处时,设其半径为
,气泡内外压强差为
,则
①,代入题给数据得
②
(ii)设气泡在水下10m处时,气泡内空气的压强为
,气泡体积为
;
气泡到达水面附近时,气泡内空气的压强为
,内外压强差为
,其体积为
,半径为
.
气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有
③
由力学平衡条件有
④,
⑤
气泡体积
和
分别为
⑥,
⑦,
联立③④⑤⑥⑦式得
⑧
由
,i=1,2,故可略去⑧⑧式中的
项,代入题给数据得![]()