Question

高中物理选修气体类题目，高手请进。

地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度的增加而降低，则该气团在此上升的过程中（不计空气间分子间的势能）【 】
（A）体积减小，温度降低 （B）体积减小，温度不变
（C）体积增大，温度降低 （D）体积增大，温度不变
答案是选择【C】，因为外界大气压变小，所以气体提即变大，这我可以理解；因为气团体积变大的同时对外做工，内能丧失一部分，温度降低，也还说得过去。但是我有疑问——“它与外界的热交换忽略不计”，其中丧失的热量跑到哪里去了，或者说它转化成了什么形式的其他能量。
请具体分析，回答的好会追加悬赏分的。
谢谢。

Answer 1

这里的空气团相当于一个理想的热机，气团体积变大的同时对外做功。热量不是以热能的形式散失的，而是以做功的形式转化为大气的机械能。大气的机械能实在不好理解，就把大气类比（当然不是十分确切）于某种液体来理解，可以参照烧开水时气泡对水做功的过程。但是大气有点特殊，如果视地球对大气的吸引力保持不变，大气的总量不能无限增加，地球引力无法吸附的多余的大气会散失到宇宙空间。这时可以想象液体装满了容器而其中的气泡变大将要使液体溢出。

Answer 2

楼上的回答虽然精彩，但似乎少了几分针对性。下面让我来针对楼主的疑问作出相关解释吧。
为什么气体没有对外散热，但内能却减小了呢？丧失的这部分内能究竟哪去了呢？题目中说，是“对外做功”了。但我们似乎还是不明白，对外做功究竟是把这部分内能转化为什么形式的能了呢？其实问题的答案很简单：【气体膨胀压缩了大气！大气的内能增加了。】虽然由于大气的量太大，这部分内能的增量造成的温度的增加微乎其微，以至于被我们所忽视，但实际上一切仍旧是符合能量守恒及其转化定律的，气体的内能转化为了大气的内能。

Answer 3

此题考察了两个知识点：理想气体状态方程PV=nRT和热力学第二定律△U=Q+W。先判断体积的变化。假如在气体上升的过程中温度不变，根据气体方程，当压强P降低，体积V就要增大。
下面解释温度的变化。与外界的热交换忽略不计，就是Q=0。此时，体积V增大，气体对外界做功（W<0），所以内能要减小（△U<0），而理想气体的内能由温度决定，所以温度要降低。
气体类题目大多要结合三点来考虑：气体方程，热力学第二定律以及气体压强的微观解释。希望你能在以后的气体累题目中多加练习，有所体会和突破