Question

有关热力学第一定律的问题。。

公式：△U=Q+W

在绝热气缸中，W的正负如何确定？
由公式W=FS 得△U=Q+FS 那么F在绝热气缸中指什么力？是微观气体分子间的引力？斥力？还是什么？
请回答详细点。。

Answer 1

1、我记得的热力学第一定律的公式应为：：Q=△U+W，其意义是：封闭系统吸收一定的热量Q，这些热量一部分转化为系统对外做功，而将剩余的转化为系统热力学能。公式中的符号约定如下：
Q：系统吸热为正（+），放热为负（—）
W：系统对外做功为正（+），外界对系统做功为负（—）
△U=U2—U1，热力学能增量，取决于前后的变化量。
2、W=FS，F是净力，F=(P-Po)×A，式中P为系统的绝对压力，Po为外界气压，A为力F的作用面积，S是移动的距离。
F是系统内部压力与外界压力之差。而系统内部的压力主要是由气体分子的引力与分子的动能（撞击）组成的。
3、在热力学中，功的计算不宜用上述公式，即W=FS不适宜热力学的运用。但通过推导，热力学采用功W的计算式为：W=P×△V，式中△V是系统体积的变化，即△V=V2-V1,。因此，根据对W符号的约定可知，当W为正时，由于P＞0，故△V＞0，即此时系统体积膨胀，反之，当△V＜0时，W为负。所以，系统体积膨胀时，是系统对外界做功的（W为正）。反之，系统被压缩时，是外界对系统做功（W为负）。

Answer 2

W的正负可由体积的变化确定，体积减小（压缩气体）为正，否则为负。
若用W=FS来分析，F指的是外界通过活塞对气体产生的压力。
我们知道，气体由于压强对活塞有压力，反之活塞对气体也有反作用的压力，就是这个F。