Question

如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．
（1）若進水前細(xì)管內(nèi)空氣的體積為V₀，壓強為P₀，當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高（假設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度不變），被封閉空氣的壓強變?yōu)棣罰₀時（α＞1），計算細(xì)管內(nèi)的進水量并從微觀角度解釋被封閉空氣壓強變化的原因．
（2）在上述封閉空氣體積變化的過程中，外界對空氣做了0.6J的功，則空氣

 

 （選填“吸收”或“放出”）了

 

 J的熱量；當(dāng)洗完衣服缸內(nèi)水位迅速降低時，則空氣的內(nèi)能

 

 （選填“增加”或“減小”）．

Answer 1

分析：由玻意耳定律得體積變化，由公式U=Q+W知做功與吸放熱問題，氣體的溫度保持不變，則分子的平均動能不變，體積減小，則氣體分子的密集程度增大，所以氣體的壓強增大．

解答：解：（1）設(shè)細(xì)管的進水量為V，則由玻意耳定律得：
     P₀V₀=αP₀（V₀-V）
     解得V=

α-1

α

V₀
氣體的溫度保持不變，則分子的平均動能不變，體積減小，則氣體分子的密集程度增大，所以氣體的壓強增大．
（2）由公式U=Q+W知，溫度不變則U=0，W=0.6J，Q=-0.6J，負(fù)號說明空氣放出了0.6J的熱量；缸內(nèi)水位迅速降低時，則空氣的體積膨脹，W＜0，瞬間Q=0，所以U＜0，即氣體內(nèi)能減小．
 故答案為：（1）氣體的溫度保持不變，則分子的平均動能不變，體積減小，則氣體分子的密集程度增大，所以氣體的壓強增大．
（2）放出  0.6  減小

點評：做此類題目時，記住公式U=Q+W，理解各物理量的含義，正負(fù)代表什么意思．