Question

一定质量的理想气体，在温度不变的情况下吸收了热量，问，它的压强和内能变化？

答案是压强变小，内能不变，我就搞不懂了，温度不变代表分子动能不变，理想气体又没有分子势能，那内能应该变大啊，怎么回事？求高手帮助！

Answer 1

一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，它的内能是不变的。
那么可由热力学第一定律　∆E＝W＋Q　知，气体吸热后，必对外界做相等数值的功。
气体对外做功的过程，是气体的体积增大的过程，由　PV / T＝常量　得，T不变，V增大，必有压强P减小。
所以，它的压强变小，内能不变。

注：一定质量的理想气体，它的内能等于总的分子动能，总分子动能＝平均动能*总分子数目
因分子数目是一定的，在温度不变时，对应分子的平均动能不变，所以可知总的分子动能不变，即内能不变。

追问

朋友，你好，感谢您的解答，我还想知道，如果不是理想气体，说温度变化，内能变化就不一定对了是不是？还有，如果是理想气体，反过来说内能变化，温度变化对吗？最后，如何判断气体是不是理想气体？谢谢了

追答

对于实际气体，因分子之间存在作用力，所以要考虑它的分子势能，但这个作用力是很微弱的，即对应的分子势能远没有分子动能那么大，所以分子势能对气体内能的影响是较小的。
可见，在一般情况下（常温常压），实际气体的情况与理想气体的情况几乎是一样的。只要注意实际气体有分子势能、理想气体无分子势能就行了。
即对于实际气体：1、温度变化时，它的内能也是变化的。
2、温度不变时，内能也可能变化（如缓慢压缩气体，温度不变－－通过散热，分子平均动能不变，但分子势能减小－－分子距离大于 r0表现为吸引，使内能减小），但内能变化是很小的。

对理想气体：内能是否变化，直接看温度的情况就可以了。温度变，则内能变；温度不变，则内能不变。

很多情况下的实际气体可当理想气体处理的。

追问

那如果是液体呢？比如一道题，有一个U型的玻璃管，里面装满了水，在玻璃管的两端有可以移动的活塞，U型玻璃管中间有个阀门，一开始玻璃管左边的水柱比右边高，求中间阀门打开后水的内能与机械能的变化？

Answer 2

这问题很简单，但讲起来有点复杂，首先你要知道理想气体的定义！气体内能大小只与温度有关的气体为理想气体。既然说温度不变了，那当然内能也不变。可我们又知道物质内能应该是由分子间势能与温度决定的，既然吸热了温度不变，既内能不变，那就意味着势能要减少了，不是吗？！这里怕难理解。一定质量气体势能减少不就相当于体积变大，压强小了。回答完毕，再不懂请追问或加抠：635658582

追问

这个气体膨胀，分子力表现为引里，那功不是应该是是负的吗？那分子势能不是应该增加吗？话又说回来，气体膨胀不是应该对外做功，功应该是负的！

追答

所课理想气体则分子力可忽略（正因为这样势能才会不计呀）所以不考虑引力与斥力变化，分子之间距离已大于本身半径的十倍了。

Answer 3

应该是气体体积变大了，不然温度不可能不变，又没见你说对外做功。
体积变大压强就小了，内能不发生改变。

Answer 4

温度不变=分子动能不变=内能不变
吸收热量的同时对外做功，体积变大，压强变小