Question

如圖所示，容器A、B各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定．A、B的底部由帶有閥門K的管道相連．整個裝置與外界絕熱．原先A中水面比B中的高．打開閥門，使A中的水逐漸向B中流，最后達到平衡．在這個過程中

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A．大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加

B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減少

C．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變

D．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加

Answer 1

答案：D
解析：

打開閥門K后，A、B為連通器，A中的水逐漸流向B中，直到平衡，A、B中的水面一樣高．略去水的壓縮，A中水減少的體積等于B中水增加的體積．在這一過程中，可能對水做功的外力為大氣壓力和水的重力． 設(shè)A活塞下移位移大小為，B活塞上移的位移為，A活塞上方大氣壓力做功為，B活塞上方大氣壓力做功為則有，大氣壓力所做總功．即大氣壓力對水不做功，因為重力做功與物體重力勢能變化有關(guān)．重力對水做正功水的重力勢能就減少，重力勢能減少多少，重力對水做功就為多少．因此比較圖中A容器打斜線部分的重力勢能和B中等體積打“＃”線部分重力勢能，就會發(fā)現(xiàn)水的重力勢能減少了，從而得出重力對水做正功．由于容器是絕熱的，故水的重力對水做正功使重力勢能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，使其內(nèi)能增加．