能量守恒定律的应用

曾经有人这么说能量守恒定律对人类的贡献,说它是自然界中的三大定律之一,正是由于有了能量守恒定律,人类才不会永无止境的膨胀下去。那么,能量守恒定律在物体间碰撞过程中有怎样的妙用呢?我们不妨先看一个例子,让你加深对能量守恒定律的理解。

能量守恒定律的应用

在地面上放置一个足够长的圆管,管内壁光滑且硬度高。在圆管力放置着两个可以自由滑动的活塞A和B,在活塞A和B之间封闭着一定量的气体,现有一块粘土C,以Ekc的初动能水平飞出后与A相撞,之后并与活塞A粘到了一起。已知A、B、C三者的质量都为m,活塞之间的气体质量不计,且整个系统没有与外界发生热传递。求封闭气体内能增加的最大值?

分析:求气体内能的增加的最大值之前,我们必须得搞明白一个问题,那就是活塞之间封闭气体的内能是由什么转化过来的呢?从例子中不难看出,在粘土C飞向活塞A后与活塞一起运动,A和C在压缩封闭空气时,必然会迫使活塞B一起运动。

在气体压缩过程中,气体内能的增加量就等于A、B、C三者动能的减少量,设密闭气体内能增加的最大值为△U,则有△U=1/2(2m)V2-1/2(3m)V12,解得△U=EKc/6。所以,封闭气体内能的增加量全部的来自于粘土C的动能减少量,而粘土C的动能减少量又有一部分增加了A、C整体与活塞B的动能。

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