1153、有一高压钢筒,打开活塞后气体喷出筒外,当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞,此时筒内温度将( )。

这是一道关于热力学过程的经典题目，主要考察**绝热膨胀**与**能量守恒**的概念。以下是详细的解析： ### 1. 过程分析 * **初始状态**：高压钢筒内气体压力远高于筒外环境压力。 * **发生过程**打开活塞后，气体迅速喷出。由于过程发生得很快，气体与外界（钢筒壁及环境）的热交换时间极短，可以近似看作是一个**绝热过程**（$Q \approx 0$）。 * **做功情况**：筒内的剩余气体推动喷出的气体向外运动，即筒内气体对喷出部分的气体做了**膨胀功**（$W > 0$，系统对外做功）。 ### 2. 热力学第一定律应用 根据热力学第一定律： $$ \Delta U = Q - W $$ 其中： * $\Delta U$ 是系统内能的变化。 * $Q$ 是系统吸收的热量。在绝热过程中，$Q = 0$。 * $W$ 是系统对外做的功。因为气体膨胀推动外部气体，所以 $W > 0$。 代入公式可得： $$ \Delta U = 0 - W = -W $$ 因为 $W > 0$，所以 $\Delta U < 0$。这意味着**筒内剩余气体的内能减少**。 ### 3. 温度与内能的关系 对于理想气体（或近似理想气体的真实气体），内能 $U$ 是温度 $T$ 的单值函数。内能减少（$\Delta U < 0$）直接意味着**温度降低**（$\Delta T < 0$）。 ### 4. 直观理解（焦耳-汤姆逊效应的类比） 虽然严格来说这不是节流过程（焦耳-汤姆逊实验是等焓过程），但原理相似：高压气体膨胀到低压区域时，分子间的平均距离增大，分子势能增加（对于真实气体），或者如上述推导，动能转化为对外做的功，导致分子平均动能下降，宏观表现为温度降低。 ### 结论 当筒内压力降至与筒外相等时，由于气体经历了绝热膨胀对外做功，消耗了自身的内能，导致筒内剩余气体的温度**降低**。 因此，正确答案是 **B. 降低**。