Question

理想气体等温自由膨胀过程Q和W都等于零吗？为什么？

Answer 1

1. 对于理想气体来说，它的内能只与温度有关，只要温度不变，那么它的内能U就保持不变。

2. 根据热力学第一定律ΔU=Q+W，也就是理想气体内能的变化量等于吸放热量与做功量的和。

3. Q指的是气体吸放热情况，气体吸热，Q取正值；气体放热，Q取负值。

4. W指的是做功情况，气体体积膨胀，对外做功，W取负值；气体体积减小，外界对气体做功，W取正值。

5. 在本题中，理想气体温度不变，也就是内能不变，ΔU=0；自由膨胀，说明体积变大，气体对外做功，W取负值；根据热力学第一定律，此时Q应该大于零，也就是这个过程气体从外界吸热。
   

Answer 2

是的。

“自由”二字是指膨胀时气体不受外界阻碍，所以气体不对环境做功，即W=0

“等温”二字是指初末态温度相同，而内能只与分子数和温度有关，所以内能的变化为0，即Q=0