Tutorial de Física para el examen de ingreso a la escuela secundaria: energía interna de objetos y cambios en la energía interna (2)

Ejemplo 1 (93 Examen de ingreso a la universidad) Como se muestra en la Figura 1, los contenedores A y B tienen cada uno un pistón liviano que puede moverse libremente. Hay agua debajo del pistón y una atmósfera encima. La presión atmosférica es constante. Los fondos de a y b están conectados por una tubería con válvula k, y todo el dispositivo está aislado del mundo exterior. Originalmente, el nivel del agua en A es más alto que el de B. Abra la válvula para dejar que el agua en A fluya gradualmente hacia B y finalmente alcance el equilibrio. En este proceso

a. La presión atmosférica realiza trabajo sobre el agua y la energía interna del agua aumenta;

b. El agua supera la presión atmosférica y realiza trabajo, y la energía interna del agua disminuye;

c. La presión atmosférica no actúa sobre el agua y la energía interna del agua permanece sin cambios;

d. , y la energía interna del agua aumenta.

Solución analítica: En A, cuando el nivel del agua baja, la presión atmosférica hace un trabajo positivo sobre el agua a través del pistón WA = P0 Saha cuando el nivel del agua sube en B, la presión atmosférica hace un trabajo negativo; sobre el agua a través del pistón WB = -P0SBhB. Cuando se alcanza el equilibrio, el volumen de precipitación en A (SAhA) es igual al volumen de agua ascendente en B (SBhB), por lo que la presión atmosférica no realiza ningún trabajo sobre el agua (W=WA+WB=0). Cuando el agua sobre B alcanza el equilibrio, el centro de gravedad del agua cae de O1 a O2 y la energía potencial gravitacional del agua disminuye, pero la energía cinética del agua permanece sin cambios. Por lo tanto, la energía potencial gravitacional del agua se convierte en energía interna del agua mediante el trabajo realizado por la gravedad, por lo que D es correcta.

Solución analítica: El gas absorbe calor Q=100J del mundo exterior, y el gas se expande y trabaja hacia afuera, es decir, el mundo exterior sí trabaja sobre el gas W=-220J.

Por lo tanto, △u = q+w = 100-220 =-120j.

Es decir, la energía interna se puede reducir en 120J.

Ejemplo 3 En la Figura 2, hay dos bolas de cobre idénticas A y B. La bola A se cuelga en el punto O con un alambre delgado y la bola B se coloca sobre la mesa aislante. Ahora calienta A y B para aumentar la temperatura. Para elevar las dos bolas a la misma temperatura, A y B absorben calor QA y QB respectivamente, luego

a, QA=QB

b, QA>QB

c. Energía interna del vapor QA - energía interna del agua

D.2.3× 103J