Question

【題目】我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛超過七千米，再創載人深潛新紀錄．在某次深潛實驗中，“蛟龍”號探測到990 m深處的海水溫度為280 K．某同學利用該數據來研究氣體狀態隨海水深度的變化．如圖所示，導熱良好的氣缸內封閉一定質量的氣體，不計活塞的質量和摩擦，氣缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝6 m3．如果將該氣缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體．求：

(1)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當于10 m深的海水產生的壓強)．

(2)下潛過程中封閉氣體內能________(填“增加”或“減少”)，外界對氣體所做的功________放出的熱量(填“大于”或“小于”)．

Answer 1

【答案】(1)5.6×10－2m3(2)減少；小于

【解析】

（1）氣缸在海平面時，對于封閉氣體：
氣缸在990m深處時，海水產生的壓強為：
封閉氣體的壓強為：，。
根據理想氣體狀態方程得：

代入數據得：

；

（2）[1] 下潛過程中溫度降低，其內能減小，即：；

[2] 由上知封閉氣體的體積減小，外界對氣體做功，，封閉氣體可視為理想氣體，溫度降低，其內能減小，，根據熱力學第一定律得：，即下潛過程中封閉氣體放熱，而且由于，則外界對氣體所做的功小于放出的熱量。