學習指導丨 吸熱還是放熱,?
一定質量的理想氣體溫度升高時是一定吸收熱量嗎,?溫度降低時是一定放出熱量嗎?溫度不變時是不放熱也不吸熱嗎,?本文對上述問題作詳細解析,。
由于理想氣體的分子除了碰撞瞬間外分子間沒有相互作用力,所以理想氣體分子間沒有分子勢能,,理想氣體的內能是所有的分子的動能總和,,一定質量的理想氣體的內能大小由溫度決定,與體積大小無關,。溫度升高時,,內能增大;溫度不變時,,內能不變,;溫度降低時,內能減小,。
在非真空環(huán)境中,,熱力學系統體積增大意味著系統對外界做功,,體積不變意味著做功為零,體積減小意味著外界對系統做功,。
一定質量的理想氣體吸熱還是放熱,,不能依據溫度上升或下降來判定,要依據熱力學第一定律及熱傳遞的條件來判定,。 如下圖所示為教材課本中的一個演示實驗,,當活塞迅速下壓時,外界對封閉氣體做功,,封閉氣體內能增大溫度升高,,讓乙醚達到燃燒點,,在這極短時間過程中,,封閉氣體溫度上升,以至比外界溫度高,,盡管熱傳遞的熱量極小,,但氣體是放熱的而不是吸熱的。
若活塞非常緩慢下壓,,則可看作氣體經過等溫過程,,內能不變,依熱力學第一定律可知:活塞對氣體做功大小等于氣體放熱大小,,在這氣體等溫過程中,,氣體放熱了而不是不放熱也不吸熱。
若活塞緩慢下壓至氣體壓強較大時,,突然松開活塞,,封閉氣體就會膨脹對外做功,內能減小,,從而溫度降低,。由于氣體溫度比外界低,這就造成氣體會吸熱,,盡管吸收的熱量很小,,但氣體降溫過程沒有放熱反而是吸熱的。
【例題】如圖所示,,一定質量的理想氣體從A狀態(tài)等溫過程至B狀態(tài),,然后等容過程至C狀態(tài),,最后經過等壓過程回到A狀態(tài),試分析這三個過程氣體是吸熱還是放熱?
【解析】A至B等溫過程,,體積增大,氣體對外做功,,而溫度不變內能不變,,依熱力學第一定律可知氣體A至B過程是吸熱的,,吸熱大小等于對外做功大小。
B至C等容過程,,體積不變功為零,,依理想氣體狀態(tài)方程可知B至C過程是升溫過程,氣體內能增大,,依熱力學第一定律可知氣體一定吸熱,,吸熱大小等于內能增加量大小。
C至A等壓過程氣體溫度降低,,內能減小,,而體積變小,外界對氣體做功,,依熱力學第一定律可知氣體一定放熱,,放熱大小等于外界做功大小與內能減少量之和。 |
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