题目

  （1） 下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有。（填正确答案标号） A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 （2） 潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0 ， H h，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。 ⑴求进入圆筒内水的高度l； ⑵保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。 答案： 【1】B【2】C ⑴解：设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有p1V1= p0V0    ① V0=hS    ② V1=（h–l）S    ③ p1= p0+ ρg（H–l）    ④ 联立以上各式并考虑到H ≫ h，h >l，解得 l=ρgHp0+ρgHh     ⑤ ⑵设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0= p0V3 ⑥ 其中p2= p0+ ρgH    ⑦ 设需压入筒内的气体体积为V，依题意V = V3–V0 ⑧ 联立②⑥⑦⑧式得 V=ρgSHhp0     ⑨

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