Question

將一裝有壓縮空氣的金屬瓶的瓶塞突然打開(kāi)，使壓縮空氣迅速跑出，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)降至等于大氣壓p₀時(shí)，立即蓋緊瓶塞，過(guò)一段時(shí)間后，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)將：（設(shè)瓶外環(huán)境溫度不變）

A．仍為p₀ 　　B．大于p₀     C．小于p₀ 　　D．無(wú)法確定

Answer 1

B

正確解析：拔開(kāi)瓶塞，瓶?jī)?nèi)空氣急速膨脹跑出來(lái)，這是一個(gè)近似的絕熱膨脹過(guò)程，氣體對(duì)外做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能一定減少，即溫度迅速降低。由于是在室溫下拔開(kāi)瓶塞的，所以瓶?jī)?nèi)氣體的溫度一定低于室溫。當(dāng)瓶?jī)?nèi)外氣體壓強(qiáng)相等后，塞上瓶塞，立刻又出現(xiàn)了一個(gè)新的熱力學(xué)過(guò)程，由于瓶?jī)?nèi)氣溫低于室溫，必將有熱量從外界傳向瓶?jī)?nèi)空氣，使瓶?jī)?nèi)空氣的溫度升高，瓶?jī)?nèi)空氣的壓強(qiáng)也就隨著溫度的升高而增大。所以，正確答案應(yīng)為B。

錯(cuò)解分析：錯(cuò)解：由于是在內(nèi)外氣壓相等的情況下塞上瓶塞的，所以過(guò)一段時(shí)間后，內(nèi)外壓強(qiáng)應(yīng)該仍然相等，所以答案應(yīng)該選A。

上述解答中沒(méi)有從熱力學(xué)規(guī)律出發(fā)，不能把生活語(yǔ)言，如“突然”，“空氣迅速跑出”等詞語(yǔ)，“翻譯”成“物理語(yǔ)言”。上述表達(dá)的物理語(yǔ)言可表述為：壓縮氣體對(duì)外做功，與外界來(lái)不及進(jìn)行熱交換，即所謂的絕熱過(guò)程。另外就是“過(guò)一段時(shí)間”，這是一個(gè)可能有熱交換的過(guò)程，因?yàn)槠孔邮墙饘俚�，金屬一般都是熱的良�?dǎo)體。上述錯(cuò)誤正是因?yàn)闆](méi)有分析這兩個(gè)熱力學(xué)過(guò)程所致。