高中物理气体内能题目解法(气体做功、热传递、内能的判断)
——《气体做功、热传递、内能的判断》——
定量理想气,做功看体积。
内能温度定,吸放热一律。
《诗歌解析》:
对于一定质量的理想气体来说,因为气体分子间的距离比较大,分子力为0,分子势能为0,所以理想气体的内能只有分子动能,而温度是分子平均动能的标志,所以理想气体的内能只有温度自己决定,即内能温度定,与体积无关。所以判断内能变化,只判温度变化。
气体做功只看体积如何变化,体积增大,则气体对外做功,但内能不一定减小,因为还有热传递的情况不知道。做功看体积,其他不管。
气体是吸热或是放热,则需要有热力学第一定律来判断,即△U=W+Q,吸放热一律。
例题:气体的等压膨胀是吸热或是放热?
《解析》:方法一:
由理想气体的状态方程PV/T=C知道,等压膨胀,说明压强P不变,膨胀说明体积V增大,气体对外做功;由公式可判断出温度T增大,内能增加,由热力学第一定律 △U=W+Q 知道,对外做功,W<0,内能变化量△U>0,所以Q>0,一定是吸热。
方法二:钱包法
把汽缸比喻成钱包,吸热Q比喻成吸收父母的钱,放热表示给别人钱;对外做功W比喻成对外花钱买东西,外界对气体做功表示外人给钱,内能变化△U表示自己钱包的钱是增加或是减少。
比如,要母亲100元钱,买东西花去80元,则自己钱包还增加20元。
下面画一个图就更容易理解了,吸热在下边画一个剪头指向汽缸,放热箭头朝外;对外做功,在上边画一个箭头朝外,外界对气体做功,箭头朝里。可以说这个图是一目了然。
《总结》:
第一种方法太麻烦,还要判断W、Q是>0,还是<0。用第二种方法太容易了。
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