Question

10．某種深海生物體內(nèi)長(zhǎng)有類似氣泡的組織，泡內(nèi)氣體可近似看作理想氣體，每個(gè)氣泡體積一定，該生物處于8000m深處．已知大氣壓強(qiáng)p₀=1.0×10⁵Pa，海水的密度ρ=1.025×10³kg/m³，取g=10m/s²，T=t+273K．（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（I）該生物體氣泡組織承受的壓強(qiáng)有多大？（不計(jì)自身產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)）
（II）如果讓它從水溫2℃的深海處上浮到十分接近27℃的水面時(shí)，為保證其存活，要求氣泡組織的體積不得超過(guò)原來(lái)的4倍．因此，可將它存放在可以加大壓強(qiáng)的密封海水容器中，則該容器中的氣壓應(yīng)該為多大？

Answer 1

分析 （I）利用壓強(qiáng)的平衡以及液體壓強(qiáng)公式，即可求出該生物體氣泡組織承受的壓強(qiáng)；
（II）找出氣泡在深海處的壓強(qiáng)、溫度、體積和在密封海水容器中的體積、溫度，然后直接根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解即可．

解答 解：（I）設(shè)該生物體氣泡組織承受的壓強(qiáng)為p₁，
根據(jù)平衡可得：p₁=p₀+ρgh
解得：p₁=8.21×10⁷Pa
（II）深海處：溫度T₁=（273+2）K=275K，壓強(qiáng)p₁=8.21×10⁷Pa，體積V₁=V₀
海水容器中：溫度T₂=（273+27）K=300K，壓強(qiáng)p₂，體積V₂=4V₀
根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得：$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
解得：p₂=2.24×10⁷Pa
所以為了保證該生物存活，該容器中的氣壓應(yīng)不小于2.24×10⁷Pa
答：（I）該生物體氣泡組織承受的壓強(qiáng)為8.21×10⁷Pa，
（II）為保證其存活，該容器中的氣壓應(yīng)不小于2.24×10⁷Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用，解題關(guān)鍵是要讀懂題，建立物理模型，分析體積、壓強(qiáng)以及溫度的變化情況，選擇合適的規(guī)律解決問(wèn)題，本題中壓強(qiáng)、體積、溫度均變化，故采用理想氣體的狀態(tài)方程求解．