Question

如圖所示柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，光滑活塞C（質(zhì)量為m）與容器用良好的隔熱材料制成．活塞橫截面積為S，大氣壓為P₀，另有質(zhì)量為M的物體從活塞上方的A點(diǎn)自由下落到活塞上，并隨活塞一起到達(dá)最低點(diǎn)B而靜止，在這一過(guò)程中，空氣內(nèi)能的改變量△E，外界對(duì)空氣所做的功W與物體及活塞的重力勢(shì)能的變化關(guān)系是（　�。�

A、Mgh+mg△g=△E+W

B、△E=W，W=Mgh+mg△h+p_oS△h

C、△E=W，W＜Mgh+mg△h+p_oS△h

D、△E≠W，W=Mgh+mg△h+p_oS△h

Answer 1

分析：由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能的該變量等于外界對(duì)氣體做的功，根據(jù)能量守恒判斷功與能量的轉(zhuǎn)化大小關(guān)系．

解答：解：由于系統(tǒng)隔熱，所以氣體與外界沒(méi)有熱交換，活塞對(duì)氣體做正功，所以由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w的內(nèi)能增加，且△E=W，而從能量守恒的角度考慮，m和M減少的機(jī)械能即重力勢(shì)能和大氣壓做功共Mgh+mg△h+p_oS△h，這部分損失的能量一部分使氣體的內(nèi)能增加，另一部分損失到碰撞過(guò)程中m和M的內(nèi)能上，所以W＜Mgh+mg△h+p_oS△h．
故選C

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱力學(xué)第一定律和功能關(guān)系的應(yīng)用．