郑州市第73中学地址:热力学问题请教 ████████

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2021/04/18 02:29:45
我们知道理想气体的内能只与温度有关。根绝热力学第一定律可以知道。理想气体如果要改变温度,必须对外界做功或交换热量;反过来说,如果没有外界做功并且没有与外界热量交换,那么气体的温度不可能发生改变。

那么我们要问这样一个问题:
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问题:“真实气体”如果没有对外界做功并且没有与外界交换热量。那么它的温度有可能改变吗?
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请哪位高手用热力学解释一下上面这个问题。

再来第二个问题:

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假设常温是20摄氏度,在常温下,把一瓶装有压缩液态氨(瓶内是常温,压力5个大气压)打开开关,放出氨。(氨在一个大气压下沸点是 "—33摄氏度")

物理书上讲,氨从瓶中出来后会经历3个过程:

第一个过程:20度的液态氨一出瓶口就瞬间变成-33度的液态氨

第二个过程:-33度的液态氨吸收空气里面的热量,沸腾成-33度的气态氨。

第三个过程:-33度的气态氨吸收空气的热量,温度继续上升到常温。

我们现在不考虑后2个过程,只研究第一个过程。

书上讲:在第一个过程中,20度的液态氨变成-33度的液态氨,因为速度极快,所以来不及与空气交换热量,所以可以看成是绝热的过程。也就是说在第一个过程中,液态氨没有与外界交换热量,也没与外界做功。而它的温度却降到-33度

这里我就想不明白了,为什么会这样。没有与外界交换能量。那液态氨为什么会温度发生变化,从20度变成-33度呢?温度变化应该伴随能量的转移啊。那这个过程中到底发生了什么呢?我们没看见有能量转移啊?

请高手用热力学对这个问题解释一下
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没学过高等物理热力学的就不要回帖了,这不是中学物理能解释的。

而且别来什么“压强变化,所以温度变化”这样的回答。物理上从来没有说过“因为压强变化,所以温度变化”。只是理想气体方程告诉我们,压强和温度有一定的关系,它们之间不存在因果关系。

请热力学高手来帮助解释一下这个问题,多谢了。我为这个问题头都大了。

第一个问题:既然是理想气体,分子间的作用力可以忽略,内能只算动能。U=Q+W,Q=0,W=0,温度不变。
第二个问题:氨气对外做功,内能减少,因此温度降低。
凡是内能与气体体积有关的都不是理想气体。

内能U是状态函数,只与始态和终态有关,不管它的过程是不是平衡过程。

其实这两个问题都差不多的,都与气体的体积有关(分子间存在引力与斥力),非理想气体存在体积能,至于关系比较复杂,不是很记得公式了,自己查下吧。
第一个问题的话,可以让气体在绝热过程不做功过程中(气体外面为真空),自由扩散使体积增大,则气体温度会下降。
第二个的话,虽然绝热但氨气在喷出过程中会急速膨胀,有对外做功的,所以温度下降

一楼的仁兄显然不会!

“可以让气体在绝热过程不做功过程中(气体外面为真空),自由扩散使体积增大,则气体温度会下降。 ”——误人子弟

对于平衡态,是不变的。
对非平衡态,则是变得。

第一个问题很有趣,如果是单原子分子,内能只有分子动能决定。根据第一规律U=Q+W,Q=0,W=0,温度当然不变。但如果是多原子分子,会不会因某些中间过程,动能,旋转,弹性势能互相转化,从而温度改变?

第一个问题:内能变化量=做功变化+吸收热量(热一定律)推出内能不变,内能由分子动能和势能决定,温度是分子动能的标志,所以就看势能,而没有做功,所以势能不变,所以动能不变,所以温度不变。
第二个:由于压缩液氨瞬间体积膨胀分子势能变大,对外做功,内能变小(因为没吸热),所以动能变小,所以温度变小。