5.在“观察水的沸腾”的实验中,某个实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况,如图所示,下列说法合理的是( ) A. a图表示的是沸腾前水中气泡上升过程 B. b图气泡上升时气泡内部的压强保持不变C. b图气泡上升时所受的浮力保持不变 D. a图气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能
液体沸腾时气泡情况是这样的,沸腾时整杯水温度一致,气泡上升时压强减小,同时,气泡内汽化的水蒸汽不能放热而液化,因此,气泡的体积变大。
液体沸腾前,因为上下水温不一致,上冷下热,气泡在上升的过程中由于降温,气泡内水蒸汽由于放热液化体积变小。
对于气泡内压强的变化是这样理解的。气泡内的气体压强与液体压强的变化有关。由于液体压强与深度有关,在外界大气压一定的情况下,气泡在上升过程中,液体深度减小,压强减小。如果水温一致,气泡内水蒸气不会液化,压强不变,这样,气泡外压强减小,气泡的体积变大。这就是沸腾时气泡的变化情况。
对于浮力的变化,与气泡上升排开水的体积大小有关,上升时,体积变小,浮力变小。
气泡上升过程中体积变大,浮力变大。
由于气泡在上升的过程中,是浮力做正功,也可以说是克服重力做功,因此,速度、高度增加,机械能增加,即内能转化为机械能。
因此,答案选D。