Question

【題目】如圖所示的容器中, A，B處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的底部由帶閥門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( )

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，據(jù)連通器原理，最后A、B兩管中的水面將相平，如下圖所示：

即A中水面下降，B中水面上升；設(shè)A管截面積為S1，水面下降距離為h1，B管截面積為S2，水面上升距離為h2，由于水的總體積保持不變，則有S1h1=S2h2，A管中大氣壓力對水做的功：W1=p0S1h1，B管中大氣壓力對水做的功：W2=-p0S2h2，大氣壓力對水做的總功：W=W1+W2=p0S1h1-p0S2h2，因為S1h1=S2h2，所以W=0，即大氣壓力對水不做功；由于水的重心降低，重力勢能減小，由能量守恒定律知水的內(nèi)能增加。故D正確，ABC錯誤。