Question

如圖10－3－2所示容器，A、B中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水上面是大氣、大氣壓恒定，A、B間帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱，開始時A的水面比B高，開啟K，A中的水逐漸向B中流，最后達到平衡，在這個過程中（）

A．大氣壓力對水作功，水的內能增加
B．水克服大氣壓力作功，水的內能減少
C．大氣壓力對水不作功，水的內能不變
D．大氣壓力對水不作功，水的內能增加

Answer 1

D

打開閥門K，平衡后兩容器中水面相平，相當于將圖10－3－3中畫斜線部分的水從A容器移到B容器．水的重心下降，重力勢能減少，重力對水做正功．大氣壓對A容器中的水做正功，對B容器中的水做負功，大氣壓的功W＝Fh=P0sh=P0V，因為A中水減少的體積等于B中水增加的體積，所以大氣壓對水做的總功為零．由于容器絕熱，水和外界沒有熱交換，而重力對水做正功，由熱力學第一定律可知，ΔU＝W＋Q＝W>0，水的內能增加，故選項D正確．