为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验,如图所示。
【提出问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系?
【制订计划与设计实验】
图甲先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度。
图乙关闭喷嘴处的阀门,接着用手按压活塞快速打气,并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。
图丙打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。

(1) 【分析与论证】该实验通过 _____________的变化间接反映气体内能的变化;
答案:温度计示数
(2) 用手按压活塞快速打气,喷雾器内气体温度升高,发生的能量转化是 ______________________ ;
答案:机械能转化为内能
(3) 打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体时,喷雾器前的小风扇转动,再次发生能量转化。喷雾器内温度降低,喷雾器内气体内能_________ ;
答案:减小
(4) 【实验结论】比较甲、乙两图可知:外界对气体做功,气体内能_______________;
答案:增大
(5) 比较____________ 两图可知:气体对外界做功,气体内能______________ 。
答案:甲、丙 减小
答案:(1) 温度计示数;(2) 机械能转化为内能;(3) 减小;(4) 增大;(5) 甲、丙 减小
查看解析
(1)在该实验中,由于气体的内能不易直接测量,因此通过温度计示数的变化来间接反映气体内能的变化。当气体内能增大时,其温度会升高,温度计示数也会相应增大;反之,当气体内能减小时,其温度会降低,温度计示数也会相应减小。
(2)用手按压活塞快速打气时,活塞对喷雾器内的气体做功,将机械能转化为气体的内能,因此喷雾器内气体的温度升高。
(3)打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体时,由于气体对外做功(即气体推动喷雾器前的小风扇转动),其内能会减小,温度也会相应降低。
(4)比较甲、乙两图可知,甲图中喷雾器内气体的初始温度较低,乙图中用手按压活塞快速打气后,喷雾器内气体的温度升高。这说明外界对气体做功(即活塞对气体做功),气体内能增大。
(5)比较甲、丙两图可知,甲图中喷雾器内气体的初始温度较高,丙图中打开喷嘴处的阀门迅速放出喷雾器内一部分气体后(即气体对外界做功),喷雾器内气体的温度降低。这说明气体对外界做功时,其内能会减小。