热力学公式为什么Q=NCT
因为理想气体无势能,内能只与温度有关,Q=NCT,其中C=i/2 *R,即Q=NCT=N(i/2 *R)T=iNRT/2。
系统由初态出发经任意过程到达终态,内能的增量ΔU等于在此过程中外界对系统所传递的热量Q和系统对外所作的功A之差。数学表达式可写为:
ΔU=U2-U1=Q-A或Q=ΔU+A
其中规定:系统吸热Q>0,系统放热Q<0;系统对外做功A>0,外界对系统做功A<0;系统内能增加ΔU>0,系统内能减少ΔU<0。把上式应用于相差无穷小的两状态间发生的微元过程,可得热力学第一定律的微分形式:
δQ=dU+δA
式中的dU是内能的全微分;δQ和δA分别表示微元过程中传递的微热量和对外所做的微功,它们都不是全微分。
扩展资料:
任何系统中存在单值的态函数——内能,孤立系统的内能恒定。一个物体的内能是当物体静止时,组成该物体的微观粒子无规则热运动动能以及它们之间的相互作用势能的总和。
宏观定义内能的实验基础是,系统在相同初终态间所做的绝热功数值都相等,与路径无关。由此可见,绝热过程中外界对系统所做的功只与系统的某个函数在初终态之间的改变有关,与路径无关。
这个态函数就是内能。它可通过系统对外界所做的绝热功As加以定义:U2-U1=-As,式中的负号表示对外做功为正功。功的单位是焦耳。在一个纯粹的热传递过程中,可用系统的内能改变来定义热量及其数值,即Q=U2-U1,这里定义系统吸热为正(Q大于0)。热量的单位也是焦耳。