Question

小明在用如图所示的气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒外管的温度明显比打气前升高很多，且越靠近气筒外筒

小明在用如图所示的气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒外管的温度明显比打气前升高很多，且越靠近气筒外筒的顶部的地方，温度越高．注：在用该气筒给自行车轮胎打气过程中，底座和内管不动，手柄和外管上下运动；活塞固定在内管顶部．请你分析产生这一现象的原因．

Answer 1

解答：答：（1）用气筒给自行车打气的过程中，外管顶部对气筒和轮胎内的气体做功，气体内能增加，温度升高，气筒外管将热量传递到管的外壁，因此气筒外壁温度明显升高；
（2）因为外筒越向下移，外管的顶部气体被压缩越多，气体压强越大，移动相同的距离，对气体做功越多，气体内能增加越明显，温度越高，从而导致气筒外壁上部温度比下部温度更高；
（3）外管在相对活塞上、下运动的过程中，向外传递的内能主要来自于内部被压强的高温气体，而外筒的下部与上部相比，其与管内高温气体的接触时间较短，吸收的热量较少，因此温度低；
（4）外管在相对活塞向下运动的过程中，在高压气体的作用下，外管与活塞间的压力增大，单位长度克服摩擦力做功而转化的内能越靠近外管顶部越多，导致气筒外壁上部温度比下部温度更高．