如图所示的容器中,A、B各有一个可以*移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定,A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界无热交换.开始A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐流向B中,最后达到平衡,在这个过程中(  )A. 大气压对水做功,水的内能增加B. 水克服大气压做功,水的内能减少C. 大气压对水不做功,水的内能不变D. 大气压对水不做功,水的内能增加

问题描述:

如图所示的容器中,A、B各有一个可以*移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定,A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界无热交换.开始A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐流向B中,最后达到平衡,在这个过程中(  )
A. 大气压对水做功,水的内能增加
B. 水克服大气压做功,水的内能减少
C. 大气压对水不做功,水的内能不变
D. 大气压对水不做功,水的内能增加

(1)分析大气压力对水是否做功:打开阀门K后,据连通器原理,最后A、B两管中的水面将相平,如下图所示,即A中水面下降,B中水面上升;设A管截面积为S1,水面下降距离为h1,B管截面积为S2,水面上升距离为h2,由于水...
答案解析:(1)如图,打开阀门K后,据连通器原理,最后A、B两管中的水面将相平,A中水面下降,B中水面上升;由于水的总体积保持不变,则有S1h1=S2h2,求出两管中大气压力对水做的功,进而求出大气压力对水做的总功;
(2)打开阀门K后,A中的水逐渐向B中流,即A中水的重力做正功,B中水的重力做负功,但从最后的效果看,是A管中高度为h1的水移至较低的B管中高度为h2的地方,如图所示,所以在这个过程中水的重力做正功.同时,整个装置是绝热的,根据热力学第一定律可知水的内能变化.
考试点:力是否做功的判断;物体内能的改变.
知识点:本题主要研究机械能与内能相互转化的关系,迷惑性较大.连通器中的水从左流向右,重心降低,不易察觉(因左边重心降低,右边升高,最后相平,总的趋势是降低),再加上大气压力做功的干扰,很难找到相互关系.要求细心、认真利用所学知识求解.