Question

如下圖所示柱形容器內封有一定質量的空氣，光滑活塞C（質量為m）與容器用良好的隔熱材料制成，另有質量為M的物體從活塞上方的A點自由下落到活塞上，并隨活塞一起到達最低點B而靜止，在這一過程中，空氣內能的改變量ΔE，外界對空氣所做的功W及物體和活塞的重力勢能的變化之間的關系是（      ）

　　A、Mgh＋mgΔh＝ΔE＋W 　 　 　　　B、ΔE＝W，W＝Mgh＋mgΔh

　　C、ΔE＝W，W＜Mgh＋mgΔh 　 　　　D、ΔE≠W，W＝Mgh＋mgΔh

Answer 1

   　C

解析:

由于系統隔熱，所以氣體與外界沒有熱交換，活塞對氣體做正功，所以由熱力學第一定律知氣體的內能增加，且ΔE＝W，而從能量守恒的角度考慮，m和M減少的機械能即重力勢能共Mgh＋mgΔh，這部分損失的重力勢能一部分使氣體的內能增加，另一部分損失到碰撞過程中m和M的內能上，所以W＜Mgh＋mgΔh，所以正確答案為C.