问题 问答题

如图所示,内部横截面积为S的圆筒形绝热容器,封有一定质量的理想气体,开口向上放在硬板上.设活塞质量为m1,现有一质量为m2的橡皮泥从距活塞上表面高为h1处的A点由静止开始下落,碰到活塞后,随活塞一起下降的最大距离为h2,若不计活塞与容器壁的摩擦,求容器内气体内能的最大变化量是多少?

答案

橡皮泥落到活塞上的速度为V,则有m1gh1=

1
2
m1V2

与活塞相撞时动量守恒:m1V=(m1+m2)V1

气体内能的增加主要是动能转化+外力对气体做功,

所以△E=

1
2
(m1+m2)
V21
+(m1+m2)gh2+P0Sh2=
m22
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2

V1=

m21
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2

答:气体内能的最大变化量是

m21
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2

选择题
问答题 简答题