题目内容
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?
橡皮泥自由下落h1的过程中,机械能守恒。碰撞活塞时,动量守恒。橡皮泥和活塞一起下降过程中,由于容器绝热减少的机械能都通过对气体做功转变成系统的内能。
在橡皮泥自由下落h1的过程中,由机械能守恒得: ①
对于碰撞活塞过程,根据动量守恒得: ②
所以内能的增量为:
在橡皮泥自由下落h1的过程中,由机械能守恒得: ①
对于碰撞活塞过程,根据动量守恒得: ②
所以内能的增量为:
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