摘要:热力学第一定律在气体中的应用 对一定质量的理想气体(除碰撞外忽略分子间的相互作用力.因此没有分子势能).热力学第一定律ΔU=Q+W中:⑴ΔU仅由温度决定.升温时为正.降温时为负,⑵W仅由体积决定.压缩时为正.膨胀时为负,⑶Q由ΔU和W共同决定,⑷在绝热情况下Q=0.因此有ΔU= W. 例14. 钢瓶内装有高压氧气.打开阀门氧气迅速从瓶口喷出.当内外气压相等时立即关闭阀门.过一段时间后再打开阀门.会不会再有氧气逸出? 解:第一次打开阀门氧气“迅速 喷出.是一个绝热过程Q=0.同时氧气体积膨胀对外做功W<0.由热力学第一定律ΔU<0.即关闭阀门时瓶内氧气温度必然低于外界温度.而压强等于外界大气压,“过一段时间 经过热交换.钢瓶内氧气的温度又和外界温度相同了.由于体积未变.所以瓶内氧气压强将增大.即大于大气压.因此再次打开阀门.将会有氧气逸出. 例15. 一定质量的理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程(A→B为等温线).其中那些阶段是吸热的.那些阶是放热的?整个过程是吸热还是放热? 解:首先可以判定C状态下气体温度较高.根据热力学第一定律分阶段列表进行分析如下:各阶段都应先根据温度和体积的变化确定ΔU和W的正负.再根据ΔU=Q+W确定Q的正负.全过程始末温度相同.所以内能相同.但由图可知:W=FS=pΔV(气体做功等于p-V曲线下到横轴间的面积).由图可见A→B阶段气体对外界做功少.C→A阶段外界对气体做功多.B→C阶段气体体积不变W=0.因此全过程外界对气体作正功.气体必然放热.结论是A→B.B→C气体吸热,C→A和全过程气体放热.

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