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有一个体积为1.0×10-5m3的空气泡 由水面下50.0m深的湖底处(温度为4.0℃)升到
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有一个体积为1.0×10-5m3的空气泡,由水面下50.0m深的湖底处(温度为4.0℃)升到湖面上来,若湖面的温度为17.0℃,求气泡到达湖面的体积。(取大气压强为p0=1.013×105Pa)
参考答案
将气泡看成是一定量的理想气体,它位于湖底和上升至湖面代表两个不同的平衡状态。设气泡在湖底和湖面的状态参量分别为(p1,V1,T1)和(p2,V2,T2),湖底处压强为
P1=p2+ρgh=p0+ρgh式中,ρ为水的密度(常取ρ=1.0×103kg/m3)。
利用理想气体的状态方程
p1V1/T1=p2V2/T2
可得空气泡到达湖面的体积为
V2=p1T2V1/p2T1=(p0+ρgh)T2V1/p0T1=6.11×10-5m3