Question

热力学问题请教 ████████

我们知道理想气体的内能只与温度有关。根绝热力学第一定律可以知道。理想气体如果要改变温度，必须对外界做功或交换热量；反过来说，如果没有外界做功并且没有与外界热量交换，那么气体的温度不可能发生改变。

那么我们要问这样一个问题：
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问题：“真实气体”如果没有对外界做功并且没有与外界交换热量。那么它的温度有可能改变吗？
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请哪位高手用热力学解释一下上面这个问题。

再来第二个问题：

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假设常温是20摄氏度，在常温下，把一瓶装有压缩液态氨（瓶内是常温，压力5个大气压）打开开关，放出氨。（氨在一个大气压下沸点是 "—33摄氏度"）

物理书上讲，氨从瓶中出来后会经历3个过程：

第一个过程：20度的液态氨一出瓶口就瞬间变成－33度的液态氨

第二个过程：－33度的液态氨吸收空气里面的热量，沸腾成－33度的气态氨。

第三个过程：－33度的气态氨吸收空气的热量，温度继续上升到常温。

我们现在不考虑后2个过程，只研究第一个过程。

书上讲：在第一个过程中，20度的液态氨变成－33度的液态氨，因为速度极快，所以来不及与空气交换热量，所以可以看成是绝热的过程。也就是说在第一个过程中，液态氨没有与外界交换热量，也没与外界做功。而它的温度却降到－33度

这里我就想不明白了，为什么会这样。没有与外界交换能量。那液态氨为什么会温度发生变化，从20度变成－33度呢？温度变化应该伴随能量的转移啊。那这个过程中到底发生了什么呢？我们没看见有能量转移啊？

请高手用热力学对这个问题解释一下
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没学过高等物理热力学的就不要回帖了，这不是中学物理能解释的。

而且别来什么“压强变化，所以温度变化”这样的回答。物理上从来没有说过“因为压强变化，所以温度变化”。只是理想气体方程告诉我们，压强和温度有一定的关系，它们之间不存在因果关系。

请热力学高手来帮助解释一下这个问题，多谢了。我为这个问题头都大了。

Answer 1

其实这两个问题都差不多的，都与气体的体积有关（分子间存在引力与斥力），非理想气体存在体积能，至于关系比较复杂，不是很记得公式了，自己查下吧。
第一个问题的话，可以让气体在绝热过程不做功过程中（气体外面为真空），自由扩散使体积增大，则气体温度会下降。
第二个的话，虽然绝热但氨气在喷出过程中会急速膨胀，有对外做功的，所以温度下降

Answer 2

第一个问题：内能变化量=做功变化+吸收热量（热一定律）推出内能不变，内能由分子动能和势能决定，温度是分子动能的标志，所以就看势能，而没有做功，所以势能不变，所以动能不变，所以温度不变。
第二个：由于压缩液氨瞬间体积膨胀分子势能变大，对外做功，内能变小（因为没吸热），所以动能变小，所以温度变小。

Answer 3

第一个问题:既然是理想气体，分子间的作用力可以忽略，内能只算动能。U=Q+W，Q=0,W=0，温度不变。
第二个问题：氨气对外做功，内能减少，因此温度降低。
凡是内能与气体体积有关的都不是理想气体。

内能U是状态函数，只与始态和终态有关，不管它的过程是不是平衡过程。

Answer 4

一楼的仁兄显然不会！

“可以让气体在绝热过程不做功过程中（气体外面为真空），自由扩散使体积增大，则气体温度会下降。 ”——误人子弟

对于平衡态，是不变的。
对非平衡态，则是变得。

Answer 5

第一个问题很有趣，如果是单原子分子，内能只有分子动能决定。根据第一规律U=Q+W，Q=0,W=0,温度当然不变。但如果是多原子分子，会不会因某些中间过程，动能，旋转，弹性势能互相转化，从而温度改变？