Question

一道热力学定律的图像题：假设某一循环由等温过程和绝热过程组成(如图所示)，可以认为( )

A、此循环过程违反热力学第一定律
B、此循环过程违反热力学第二定律
C、此循环过程既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律
D、此循环过程既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律
假设上面一点是A，下面是B

我问过老师（只是还没弄明白），老师说这不是理想气体，要算上分子势能的
我的问题主要是不知道怎么去看分子势能
尤其是等温过程，是因为从A到B体积增大导致分子势能增大了么？
如果这样绝热过程B到A就应该体积减小，分子势能减小了？
可是体积减小，外界对气体做功，又绝热，Q=0，则内能应是增大的，因为A，B温度相同，平均动能相同，说明分子势能是增大的，这就导致矛盾了。

Answer 1

你等温过程的分析是对的，
但你仔细看绝热过程的图啊，气体的温度应该是先减小，后增大的吧，关键是气体体积也是先减小后增大的啊，也就是说还有对外做功的，在体积增大的那部分过程中，气体的压强还是在增大的，可见这段过程中，气体对外做的功是很多的，可以满足对外做功比原来内能增量要大，也就是说内能的确是在减小的！
（希望采纳，谢！）

追问

B到A体积确实是先变小在增大的，但是最终点A的体积是比B点小的，总体上来看，不能说明是气体对外做功增加了内能吗？

追答

我画个示意图给你吧，

B—C内能增加，w=pv对吧，所以内能增量就是绿色那部分面积

C—A内能减小，同样内能减小量就是曲线CA下到X轴覆盖的面积（我没画阴影了）

虽然BC体积变化比CA大，但CA压强比BC大的多啊！所以内能减小是有可能的！

追问

我知道了，做功不仅和体积有关，和压强也有关
而分子势能虽然宏观上与体积有关，但是微观上分子距离还有一个平衡位置，平衡位置两侧的变化情况不同。
所以这张图上绝热线我其实无法确定做功和分子势能的变化，我只要知道它能满足热力学第一定律就行了，是这样吗？

追答

应该是的，初始状态的势多少能不清楚嘛可能正也可能负

Answer 2

你的矛盾出在体积增大，分子势能未必增大。体积与分子势能的关系应该是：当分子间距从0增大到引力与斥力平衡的位置时，分子间作用力做正功，势能逐渐减小；间距继续增大时，分子间作用力做负功，势能才增大。记得书上有这个关系图像。 望采纳。

Answer 3

学过好久了，感觉都忘了···绝热膨胀温度肯定降低对不对 所以它就不可能出现两个温度相同的点对不对。话句话说，等温膨胀内能不变，而绝热膨胀内能必定改变···所以···（不知道对不对）

Answer 4

无语，，，，高中生？这个图本事就是错的，热一都违反了 能量不守恒，原则上理想气体的绝热线和等温线只有一交点