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【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

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