理想气体体积变大如何做功

2024-01-14 22:26:29 161次

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赫顿百知

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2024-01-14 22:26:29

体积功的公式为：W=-pdV 其中，W为体积功；p为环境压力；dV为系统的体积变化。

负号代表热力学规定，即系统对环境做功时，功取负值；反之环境对系统作功时，功取正值。所以W=-p外 (V2-V1)，这个式子无论是否可逆都可以使用。系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态，系统的压强可以时时不同（没有一个确定的p）。但W=-积分号（p外dV)=-p外积分号（dV）=-p外(V2-V1)。系统初态和终态都是平衡态p1=200kPa，p2=p外=50kPa（膨胀到最后系统压强一定等于p外，否则膨胀不会停止）。其中V1易求，p1V1=nRT1，V2=nRT2/p2。理想气体有ΔU=nCv,m(T2-T1)，绝热过程有ΔU=W，则nCv,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外(nRT2/p2-V1)。据此求出T2，进而求出V2，代回功的表达式即可。其中Cv,m=5/2 R。

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2024-01-14 22:26:29

答案:理想气体体积变大系统对外做功，系统与外界无热交换，则理想气体的内能变小。

理想气体是不考虑分子大小以及分子力的气体，因此理想气体的内能是气体内所有分子的热运动动能之和。体积变大，系统对外做功体积变小，外界对系统做功。

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