Question

一定質量的非理想氣體(分子間的作用力不可忽略)，從外界吸收了4.2×105 J的熱量，同時氣體對外做了6×105 J的功，則：
(1)氣體的內能是增加還是減少？其變化量的大小為多少焦耳？
(2)氣體的分子勢能是增加還是減少？
(3)分子平均動能如何變化？

Answer 1

（1）內能減少了1.8×105 J（2）增加（3）減少

試題分析：(1)因氣體從外界吸收熱量，所以Q＝4.2×105 J，  1分
氣體對外做功6×105 J，則外界對氣體做功W＝－6×105 J，  1分
由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得   1分
ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J   1分
所以物體內能減少了1.8×105 J.   1分
(2)氣體對外做功體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負功，氣體的分子勢能增加了  2分
(3)因為氣體內能減少了，而分子勢能增加了，所以分子平均動能必然減少了，且分子平均動能的減少量一定大于分子勢能的增加量．  3分
點評：熱力學第一定律實質上是能量守恒定律的特例，應用時關鍵要掌握符號法則：凡使內能能增加的量，均為正值；相反，為負值．