Question

一定質(zhì)量的非理想氣體(分子間的作用力不可忽略)，從外界吸收了4.2×105 J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了6×105 J的功，則：
(1)氣體的內(nèi)能是增加還是減少？其變化量的大小為多少焦耳？
(2)氣體的分子勢(shì)能是增加還是減少？
(3)分子平均動(dòng)能如何變化？

Answer 1

（1）內(nèi)能減少了1.8×105 J（2）增加（3）減少

試題分析：(1)因氣體從外界吸收熱量，所以Q＝4.2×105 J，  1分
氣體對(duì)外做功6×105 J，則外界對(duì)氣體做功W＝－6×105 J，  1分
由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，得   1分
ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J   1分
所以物體內(nèi)能減少了1.8×105 J.   1分
(2)氣體對(duì)外做功體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢(shì)能增加了  2分
(3)因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少了，而分子勢(shì)能增加了，所以分子平均動(dòng)能必然減少了，且分子平均動(dòng)能的減少量一定大于分子勢(shì)能的增加量．  3分
點(diǎn)評(píng)：熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)上是能量守恒定律的特例，應(yīng)用時(shí)關(guān)鍵要掌握符號(hào)法則：凡使內(nèi)能能增加的量，均為正值；相反，為負(fù)值．