Question

【題目】如圖所示，一絕熱光滑容器放在水平光滑的桌面上.容器內一個光滑輕質活塞被插銷插住，將空間一分為二，左半邊為真空，右半邊有一定質量的氣體。不計氣體分子間的相互作用力，當把插銷拔掉后，容器還會靜止嗎？容器內氣體溫度會怎樣變化？

Answer 1

【答案】不會，見解析

【解析】

并不是氣體膨脹就一定會對外做功.此外，由于不計分子間相互作用力，故不必考慮分子勢能的變化.由此可得出氣體內能不變的結論.

插銷拔掉之前氣體處在右半邊，此時容器整體的質量中心的位置應在中間偏右處。插銷拔掉之后，氣體將分布在容器的整個空間中，此時容器整體的質量中心的位置應在中間處。在這個氣體重新分布的過程中，整個系統在水平方向上不受外力，由力學知識可知，容器系統的質量中心將保持原有的靜止狀態不變。所以，容器將會向右移動一定的距離，以保證在該過程結束后，新的質量中心位置與開始時的質量中心位置重合。

從拔掉插銷到氣體分布在容器的整個空間的過程中，氣體一直是向真空中膨脹，在這一膨脹過程中，氣體并不向外界做功，又因為容器是絕熱的，所以，也不存在與外界的熱交換問題.由此可知，在這一過程中氣體的內能不會發生改變。所以，氣體的溫度也就不會發生改變。