托里拆利实验中的能量转化（高中水平）托里拆利实验中,不考虑热传递,只有重力和大气压力对水银柱做功,那内能如何变化?我的疑问是,重力做负功会不会使水银的内能变化?我觉得会.首先,
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 00:00:02
托里拆利实验中的能量转化（高中水平）托里拆利实验中,不考虑热传递,只有重力和大气压力对水银柱做功,那内能如何变化?我的疑问是,重力做负功会不会使水银的内能变化?我觉得会.首先,
托里拆利实验中的能量转化（高中水平）
托里拆利实验中,不考虑热传递,只有重力和大气压力对水银柱做功,那内能如何变化?
我的疑问是,重力做负功会不会使水银的内能变化?
我觉得会.
首先,如果运用热力学第一定律,W+Q=ΔU可得出结论.
其次,物体的动能没有变化,而重力势能增大,必然是内能增加.
可是,在自由落体过程中,不研究落地时刻,那么重力势能全部转化为动能,应该没有使物体的内能增加.
难道 W+Q=ΔU 中的W有什么要求吗?也就是说,没有热传递的条件下,做功不一定改变物体内能?
PS：托里拆利实验中,能否运用动能定理,重力做的负功等于大气压力做的功?
纠结困惑中.
托里拆利实验中的能量转化（高中水平）托里拆利实验中,不考虑热传递,只有重力和大气压力对水银柱做功,那内能如何变化?我的疑问是,重力做负功会不会使水银的内能变化?我觉得会.首先,
看得出你是爱动脑筋的好同学!“重力做的负功等于大气压力做的功?”——这是对的!你前面说“物体的动能没有变化,而重力势能增大,必然是内能增加.”——这是不对的!首先因果关系就有问题,如果系统只有物体的动能、重力势能和内能的话,那根据能量守恒,重力势能增大应导致内能减少才对呀,怎么会使内能增加呢?
“难道W+Q=ΔU中的W有什么要求吗?”——你的质疑的方向是对的!这里的功不是使物体的质心速度改变的功（动能）,也不是使物体的位置改变或仅形状改变的功（重力势能、弹性势能）,而仅仅只是使物体的体积改变的功,只有这个功（无热量交换的条件下）才导致物体的内能改变!
如果不考虑水银体积的微小变化,则其内能不变,水银的重力势能的增大是源于大气的重力势能的下降；实际上,水银上升时体积会略有缩小,这是它自身的重力与大气压力对它的本体做功,这会使其内能略有增大.