Question

如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定．A、B的底部由带有阀门K的管道相连．整个装置与外界绝热．原先A中水面比B中的高．打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中

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A．大气压力对水做功，水的内能增加

B．水克服大气压力做功，水的内能减少

C．大气压力对水不做功，水的内能不变

D．大气压力对水不做功，水的内能增加

Answer 1

答案：D
解析：

打开阀门K后，A、B为连通器，A中的水逐渐流向B中，直到平衡，A、B中的水面一样高．略去水的压缩，A中水减少的体积等于B中水增加的体积．在这一过程中，可能对水做功的外力为大气压力和水的重力． 设A活塞下移位移大小为，B活塞上移的位移为，A活塞上方大气压力做功为，B活塞上方大气压力做功为则有，大气压力所做总功．即大气压力对水不做功，因为重力做功与物体重力势能变化有关．重力对水做正功水的重力势能就减少，重力势能减少多少，重力对水做功就为多少．因此比较图中A容器打斜线部分的重力势能和B中等体积打“＃”线部分重力势能，就会发现水的重力势能减少了，从而得出重力对水做正功．由于容器是绝热的，故水的重力对水做正功使重力势能转化为水的内能，使其内能增加．