Question

一定量的氣體從外界吸收了2.6×10⁵ J的熱量，內能增加了4.2×10⁵ J.（1）是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？（2）如果氣體吸收的熱量仍為2.6×10⁵ J不變，但是內能增加了1.6×10⁵ J，計算結果W=-1.0×10⁵ J,是負值，怎樣解釋這個結果？（3）在熱力學第一定律ΔU=Q+W中，W、Q和ΔU的正值、負值各代表什么物理意義？

Answer 1

解析：（1）由熱力學第一定律：如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么，外界對物體所做功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內能的增加ΔU

即ΔU=W+Q

將Q=2.6×10⁵ J,ΔU=4.2×10⁵ J代入上式得

W=ΔU-Q=4.2×10⁵ J-2.6×10⁵ J=1.6×10⁵ J

W＞0，說明外界對氣體做了1.6×10⁵ J的功.

（2）如果吸收的熱量Q=2.6×10⁵ J,內能ΔU增加了1.6×10⁵ J,計算結果為W=-1.0×10⁵ J,說明氣體對外界做功.

（3）在公式ΔU=Q+W中，ΔU＞0，物體內能增加；ΔU＜0，物體內能減少.

Q＞0，物體吸熱，Q＜0，物體放熱.

W＞0，外界對物體做功；W＜0物體對外界做功.

答案：（1）外界對氣體做了 1.6×10⁵ J的功.

（2）說明氣體對外界做功.（3）略.