气体内能
物理学24-理想气体的内能
张宏浩
1
பைடு நூலகம்
三、理想气体的内能
分子间相互作用 可以忽略不计 分子间相互作用的势能=0
理想气体的内能=所有分子的热运动动能之总和
i i 1mol理想气体的内能为 E 0 N A ( kT ) RT 2 2
M i 一定质量理想气体的内能为 E RT M mol 2
温度改变，内能改变量为 E M
当温度极低时，转动自由度 r 也被“冻结”， 任何分子都可视为只有平动自由度。
4
刚性分子理想气体内能：
f E kT N 2 f R T N A 2 NA f RT 2
：气体系统的摩尔（mol）数
5
根据
求等体热容
小结：
练习 就质量而言，空气是由76%的N2，23%的O2 和1%的Ar三种气体组成，它们的分子量分别为28、 32、40。空气的摩尔质量为28.910-3kg，试计算1mol 空气在标准状态下的内能。
3
3
3 3 M 28 . 9 10 1 % 0 . 289 10 kg Ar质量 3
M3 0.289 摩尔数 n3 0.007 M mol 3 40 1mol空气在标准状态下的内能
i3 i1 i2 E n1 RT n2 RT n3 RT 2 2 2 1 ( i1 n1 i2 n2 i3 n3 )RT 2
内能： E N（ k p） p ij
i j
E (T ,V )
(i>j)
由 T 决定
由 V 决定
3
对理想气体： p ij 0 ， E E (T ) ；
对刚性分子（rigid molecule）：v 0 ，i t r
理想气体的内能、热容和焓
4
（2）由图可以看出：
PaVa = PcVc ∴Ta = Tc ⇒ ΔU = 0
P (atm )
a 3
2
b
1
c
o 1 2 3 V(10−3m3)
（3）由热力学第一定律得：
Q = ΔU + A = 405.2J
5
二、理想气体的热容
1. 热容、比热容、摩尔热容
设系统温度升高 dT ，所吸收的热量为dQ
在等压过程中，dp=0,故 pdVm = RdT 将其代入 Cp,mdT = CV ,mdT + pdVm 得：
Cp,mdT = CV ,mdT + RdT 等式两边约去dT得:
迈耶公式 C p,m = Cv,m + R
表明：理想气体定压摩尔热容等于定体摩尔热容与普适
气体常量R之和。
C p,m > CV ,m
质量之比。
c
=
C m
=
1 m
⎛ ⎜⎝
dQ dT
⎞ ⎟⎠
M：摩尔质量
摩尔热容Cm：物质的量为v的该物质的热容C与v之比。
Cm
=
C
ν
=1
ν
⎛ ⎜⎝
dQ dT
⎞ ⎟⎠
=
cm
ν
=
Mc
或： c = Cm
M
单位： J·mol-1·K-1
（1）定体摩尔热容CV, m：
CV ,m
=1
ν
⎛ ⎜⎝
dQ dT
⎞ ⎟⎠V
（2）定压摩尔热容Cp, m：
热容：
C = lim ΔQ = dQ ΔT →0 ΔT dT
单位：J/K
(1)定体热容：
CV
ch.1-7 理想气体的内能
dH Cp dT
（1.7.6)
H
C dT H p 0
此即理想气体焓的积分表达式。
3．理想气体的迈尔公式
由式(1.7.4)、(1.7.2)和(1.7.7)可得
C p C V nR
（1.7.7）
上式称为迈尔公式，它给出了理想气体的定压热容 量与定容热容量之差。当年迈尔正是由这个关系最先得 到了热功当量。引入γ表示定压热容量与定容热容量的 比值：
§1.7
理想气体的内能
一、焦耳定律 1．焦耳实验 目的：确定气体的内能与哪些 因有关。 装置：如图所示 结果：气体的内能只与温度有 关，与体积无关。
2．焦耳定律
1845年，焦耳用自由膨胀实验研究了气体的内能，得 出气体内能仅仅是温度的函数而与体积无关这一重要结论。 这条结论称为焦耳定律，可表示为
U U U (T )或 0 V T
(1.7.3)
2．理想气体的焓 根据焓的定义(1.6.6)式和理想气体物态方程，可得理 想气体的焓为 H= U + pV = U + nRT (1.7.4)
可以看出, H也仅是T的函数，因此，对于理想气体， 式(1.6.7)的偏导数也可写成
dH Cp dT
(1.7.5)
(1.6.7)的偏导数也可写成 将上式积分，得
后来，人们发现焦耳实验的结果不够可靠。
(1.7.1)
于是，焦耳和汤姆逊在1852年用节流方法重新做了实 验，并发现实际气体的内能不仅是温度的函数而且还是体 积的函数。不过，焦耳定律在实际气体压强趋于零的极限 情形下是正确的，所以可认为它是理想气体所遵守的定律。 即，理想气体的内能只是温度的函数而与体积无关。 可表达为 U=U(T)
高中物理气体内能公式
高中物理气体内能公式
高中物理中，气体的内能公式包括dU=nCvdT、U-U0=n∫CvdT、U=nCvT。
气体的内能与气体的温度和体积有关，也就是对应所有气体分子做热运动的分子平均动能。
另外，也可以使用E=i/2RT计算气体的内能，其中i是自由度，单原子分子是3，双原子分子是5，三原子及多原子分子是6，n是气
体的物质的量，R是理想气体常数，R=/K。
请注意，具体使用哪个公式要根据题目给出的条件和具体要求来决定。
如果需要更深入的解释和更多相关信息，建议查阅物理书籍或咨询专业人士。
理想气体的内能和CV
在本次演讲中，我们将介绍理想气体的内能和比热容（CV）。探讨内能计 算方法并分析理想气体的比热容。欢迎加入我们的学习之旅！
理想气体简介
理想气体是指分子之间相互作用力可以忽略不计的气体系统。它是研究扩散、膨胀等热力学过程的基础。
内能简述
内能是系统的微观热力学性质，由于分子的热运动所引起。它包括系统的热 能和势能。
理想气体内能的计算
理想气体的内能与温度和分子数有关，可以通过内能公式进行计算。内能公式：E = C_v * N * T，其中E是内能， C_v是比热容，N是分子数，T是温度。
理想气体的比热容
比热容是指单位质量物质温度升高1K所吸收的热量。对于理想气体，比热容 与分子自由度有关。
常压下物质的比热容
Байду номын сангаас
常压下的物质比热容称为常压比热容（C_p），它可以通过实验测量得到。常 压比热容与气体的自由度、分子量等有关。
理想气体的比热容的计算
对于理想气体，其比热容与分子自由度有关，可以通过统计物理方法计算得 到。
实例分析
通过实际案例分析理想气体的内能和比热容的应用，帮助大家更好地理解相关概念并掌握计算方法。
理想气体的内能与热容
理想气体的内能与热容理想气体是指在温度和压力不过分高的情况下，其分子之间几乎没有相互作用力的气体。
理想气体模型在热力学和统计物理学中被广泛应用，用于研究气体的性质和行为。
理解理想气体的内能和热容对于深入理解气体的热力学性质具有重要意义。
本文将对理想气体的内能和热容进行探讨。
【内能】内能是指气体分子所具有的能量，包括分子的动能和势能。
对于理想气体而言，分子之间几乎没有相互作用力，因此理想气体的内能主要来自于分子的动能。
根据动能定理，分子的动能与其速度的平方成正比，与质量呈正比。
因此，理想气体的内能与其温度有直接关系。
根据理想气体状态方程PV = nRT（其中P为压力，V为体积，n为摩尔数，R为气体常数，T为温度），可以推导出理想气体的内能表达式。
内能U与温度T成正比，即U ∝ T。
内能与温度之间的比例常数可以通过热容来确定。
【热容】热容是指物体单位温度变化时所吸收的热量。
对于理想气体而言，热容分为常压热容和常容热容两种情况。
常压热容（Cp）是指气体在恒定压力下单位温度变化所吸收的热量。
对于理想气体而言，常压热容与其分子自由度有关。
分子自由度是指分子能够存在的自由度数目，包括平动、转动和振动。
根据统计物理学理论，单原子理想气体只有平动自由度，双原子理想气体还具有转动自由度，而多原子理想气体还具有振动自由度。
根据实验结果，对于单原子理想气体，常压热容为(5/2)nR；对于双原子理想气体，常压热容为(7/2)nR；对于多原子理想气体，常压热容更大，通常与振动自由度有关。
常容热容（Cv）是指气体在恒定体积下单位温度变化所吸收的热量。
根据热力学第一定律，内能的增量等于吸收的热量与对外做功之和。
在恒定体积条件下，对外做功为零，因此常容热容可以等于内能的增量。
通过热力学公式的推导，可以得到理想气体的常容热容为(3/2)nR。
常容热容一般小于常压热容，因为在恒定容积条件下，气体无法进行体积扩张对外做功。
【理想气体内能和热容的关系】理想气体的内能与热容之间具有一定的关系。
气体热能的计算公式
气体热能的计算公式
热力学是研究能量转化和热力转化的一门学科，其中涉及到热能的计
算公式有气体内能、气体的焓、气体的熵等计算公式。
1.气体内能的计算公式：
气体内能是气体分子在气体系统中的平均动能，它与气体的温度有关。
气体内能的计算公式为：
E=(3/2)*n*R*T
其中，E为气体的内能，n为气体分子的摩尔数，R为气体常量，T为
气体的温度。
这个公式适用于理想气体。
2.气体的焓的计算公式：
气体的焓是气体的内能和对流能量的总和。
它表示的是气体的热能与
机械能的总和。
气体的焓的计算公式为：
H=E+PV
其中，H为气体的焓，E为气体的内能，P为气体的压强，V为气体的
体积。
对于理想气体，由理想气体状态方程PV=nRT，可以将气体的焓的计
算公式简化为：
H=E+nRT
3.气体的熵的计算公式：
气体的熵是气体的混乱程度的度量，它表示了气体微观粒子间运动的无序性。
气体的熵的计算公式为：
S = nCp * ln(T2/T1) - nR * ln(V2/V1)
其中，S为气体的熵，n为气体分子的摩尔数，Cp为气体的定压比热容，T1、T2为气体的初始温度和终止温度，V1、V2为气体的初始体积和终止体积。
对于理想气体，定压比热容Cp是一个常数，等于定容比热容Cv加上气体常量R，即Cp=Cv+R。
因此，气体的熵的计算公式可以简化为：S = nCv * ln(T2/T1) + nR * ln(V2/V1)
以上就是关于气体热能的计算公式的介绍。
在应用这些公式时，需要注意所使用的气体性质和热力学参数。
1mol理想气体h2的内能
1mol理想气体h2的内能
理想气体H2的内能是指气体H2在一定温度和压力下的内能。
它是由气体H2的分子组
成的，由于H2分子的简单结构，它的内能可以用简单的方程式来表示。
理想气体H2的内能可以用下面的公式来表示：
U=3/2nRT
其中，U是H2的内能，n是H2的分子数，R是气体常数，T是温度。
由于H2是一种理想气体，它的分子间没有相互作用，因此它的内能只取决于温度和压力。
当温度和压力不变时，H2的内能也不变。
在常温常压下，H2的内能可以用下面的公式来计算：
U=3/2nRT
其中，R=8.314J/mol·K，T=298K，n=1mol。
因此，在常温常压下，1mol理想气体H2的内能为：
U=3/2×1mol×8.314J/mol·K×298K=1247.06J
从上面的计算结果可以看出，1mol理想气体H2的内能为1247.06J。
综上所述，理想气体H2的内能是指气体H2在一定温度和压力下的内能，它可以用简单
的方程式来表示，在常温常压下，1mol理想气体H2的内能为1247.06J。
气体 单位体积的内能
气体单位体积的内能以气体单位体积的内能为标题，我们将探讨气体的内能是如何与其单位体积相关联的。
首先，我们需要了解气体的内能是什么意思。
内能是物质的微观粒子运动所具有的能量总和。
对于气体来说，由于其分子间的碰撞和运动，其内能主要包括分子的动能和势能。
而单位体积的内能则是指在单位体积内的气体所具有的内能。
气体的内能与其单位体积有着密切的关系。
首先，我们需要了解气体的内能与温度之间的关系。
根据热力学第一定律，气体的内能变化等于对外界做功加上传热。
而对于理想气体来说，其内能只与温度有关，与体积无关。
因此，气体单位体积的内能是与温度直接相关的。
接下来，我们来探讨气体单位体积的内能与气体状态方程的关系。
气体状态方程描述了气体的状态与其温度、压力和体积之间的关系。
而单位体积的内能则是气体单位体积所具有的能量总和。
根据理想气体状态方程，可以推导出单位体积的内能与温度和压力之间的关系。
对于理想气体，其状态方程为PV=nRT，其中P为气体的压力，V 为气体的体积，n为气体的物质量，R为气体常数，T为气体的温度。
根据理想气体状态方程，可以得到单位体积的内能与温度和压力之间的关系为：单位体积的内能 = (nRT) / V从上述关系可以看出，单位体积的内能与温度和压力成正比，与体积成反比。
这意味着在一定温度下，单位体积的内能随着压力的增加而增加，随着体积的减小而增加。
这与我们日常生活中的经验相符，当我们将气体压缩到较小的体积时，气体的内能会增加。
除了温度和压力，气体的化学组成也会对单位体积的内能产生影响。
不同的气体分子具有不同的质量和结构，其内能的大小也会有所不同。
例如，相同温度下，氢气的单位体积内能要大于氮气，因为氢气的分子质量较小，分子速度较快，从而具有较大的动能。
在实际应用中，我们经常使用单位体积的内能来研究气体的热力学性质，如热容和热扩散系数等。
通过研究单位体积的内能，我们可以深入了解气体的微观粒子运动状态，揭示气体的热力学行为。
热力学实验中如何测量理想气体的内能变化
热力学实验中如何测量理想气体的内能变化在热力学的研究中，理想气体的内能变化是一个重要的研究课题。
了解如何测量理想气体的内能变化，对于深入理解热力学原理以及解决实际的热学问题具有重要意义。
首先，我们要明确理想气体的内能概念。
理想气体的内能仅仅取决于气体的温度，而与气体的压强、体积等因素无关。
这是因为理想气体分子之间没有相互作用的势能，其内能仅包含分子的平动动能、转动动能和振动动能。
在实验中，测量理想气体内能变化的方法主要有以下几种：一、绝热过程测量法绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程。
在绝热条件下，对理想气体进行压缩或膨胀操作。
根据热力学第一定律，绝热过程中系统所做的功等于内能的变化。
例如，我们可以使用一个绝热容器，里面装有理想气体。
通过一个可移动的活塞对气体进行压缩或膨胀。
通过测量活塞移动的距离以及施加在活塞上的力，计算出外界对气体所做的功。
由于绝热过程没有热量交换，所以这个功的大小就等于气体内能的变化。
二、定容加热测量法在定容条件下，对理想气体进行加热。
因为体积不变，气体不对外做功，根据热力学第一定律，输入的热量全部转化为内能的增加。
实验中，将理想气体密封在一个固定体积的容器中，然后通过加热装置（如电阻丝）对气体进行加热。
同时，使用温度计测量气体温度的变化。
根据气体的比热容以及温度的升高值，可以计算出气体内能的增加量。
三、定压加热测量法在定压条件下对理想气体加热。
在这个过程中，气体不仅温度升高，还会因体积膨胀而对外做功。
但根据热力学第一定律，输入的热量等于内能的增加与对外做功之和。
实验时，将理想气体置于一个可保持压强恒定的容器中，通过加热装置对气体加热。
测量气体的温度变化、压强以及体积的变化。
根据定压比热容、温度变化以及做功的计算，可以得出内能的变化。
四、利用热力学循环测量常见的热力学循环如卡诺循环，可以用来测量理想气体的内能变化。
卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
在等温过程中，理想气体与外界有热量交换，但内能不变。
气体的内能
气体的内能气体的内能是指气体中包含的能量，它可以由温度、压强和体积来衡量。
在一般情况下，气体的内能可以用来分解物质或生成物质。
它主要包括定压热容、定容热容和焓值三种形式。
定压热容是指气体在保持压力不变的情况下，随着温度的变化而变化的热量的容量。
它的物理量表示为cnp，单位为J/(molK)。
1mol 气体的定压热容就等于1J/(molK)。
定容热容是指气体在保持体积不变的情况下，随着温度的变化而变化的热量的容量。
它的物理量表示为cv，单位为J/(molK)。
1mol气体的定容热容就等于4.18J/(molK)。
焓值是指当温度和压强独立变化时，气体的热容量，它的物理量表示为H，单位为J/mol。
1mol气体的焓值就等于焓值对应温度和压强时的热容量，通常为大于0的正值。
气体的内能随着温度和压强的变化而变化，它的变化规律可以用三维坐标系来表示。
在这个坐标系中，气体的温度和压强是两个轴，气体的热容量是另一个轴。
实际中，气体的热容量与温度和压强有复杂的关系，并不是简单的直线关系。
气体的内能是气体物理学中非常重要的概念。
它可以用来表示气体中所包含的能量，可以用来从一种物质中分解出另一种物质，也可以用来产生新的物质。
它还可以用来度量气体的能力，以及气体中物质又如何变化。
此外，气体的内能也可以用来识别温度与压强的不同变化所引起的物理现象，比如熔融、汽化和气相分解等。
它还可以用来识别物质的潜热、挥发热和收缩热等热力学概念。
最后，气体的内能可以用来研究气体动力学，包括热平衡、热力学和气体运动等方面。
它还可以用来研究物质的收缩、熔融和蒸发过程等。
以上就是关于气体的内能的一些基本概念。
气体的内能可以用来研究气体的结构、性质和动力学。
它经常被用来理解和分析物质的热力学特性，也有助于更好地控制反应中的遗传物质。
理想气体内能计算公式推导
理想气体内能计算公式推导
理想气体，又称无实质摩尔气体，是一种绝热完全可压缩的气体，在其气体定律中假设两个气体分子没有相互作用，当温度均匀变换时，气体压强也相应变换，定律称为理想气体定律。
理想气体定律定义了理想气体的压强和温度有一个特定的关系，根据这一定律，物理学家可以得出用于计算理想气体内能的公式。
理想气体定律指出，当温度增加时，理想气体会发生压缩，常数参数R为每克气体的ma（克·程·千帕）的能量和T（Kelvin）的倒数。
因此，当理想气体的压强或温度改变时，内能也将随之改变。
大多数天然气体无法完全满足理想气体定律，但它们可以近似地满足定律。
为了计算理想气体的内能，首先要知道其初始压强和温度。
即CV=R/N，其中N为气体的摩尔质量。
其次，可以采用公式将压强与温度之间的函数联系起来：PV=RT，其中P为压强，V为体积，R 为气体常数，T为温度。
最后，将上述公式代入内能的
构造符号即CVΔT=RTΔT即可得出内能计算公式：
U=CVΔT+RTΔT。
因此，若已知理想气体的初始温度和压强，及其最终温度和压强，就可以通过上述公式计算理想气体内能。
据此，若物理学家可以根据前述理想气体定律测出实验结果，物理过程变化也可以用这一公式来计算出内能。
综上所述，理想气体及其定律能有效地描述气体温度和压强变化的关系。
针对其特定定律，物理学家可以通过对温度和压强的测定，采用其对应的公式，来推知理想气体内能的变化及其大小。
理想气体定律能有效地帮助物理学家以简单的方式来理解气体物理过程的规律性，为物理研究提供便利。
理想气体的内能、焓、比热容、熵
pV=nRT
n
V Vi i1
亚美格定律—理想气体混合物的容积等于各组成气体分容积之和
（amagat 's law）
对某一组成气体i，按分压力及分容积分别列出 其状态方程式，则有：
piVniRT pVi niRT
对比二式，有： p i V i pV
即组成气体的分压力与混合物压力之比，等于组 成气体的分容积与混合物容积之比。
dv v
dsdhTvdpcp0dTTvdpcp0dTTRg
dp p
dscv0dTTRg
dvvcv0dppdvvRg
dvvcv0dppcp0
dv
v
s
cv0
ln
T2 T1
Rg
ln
v2 v1
s
c
p0
ln
T2 T1
R g ln
p2 p1
s
c v 0 ln
p2 p1
c p 0 ln
v2 v1
T
M m m 1 m 2 m n n 1 M 1 n 2 M 2 n iM n
nn
n
又得： M y 1 M 1 y 2 M 2 y n M n
n
M yi Mi
i1
混合物的折合气体常数为：
R Rg M
R R gi M i
即得：R g R ( y 1 M 1 y 2 M 2 y n M n )
对定容过程dv=0
q v T u v dT
c v d q v T T u v
同样用 qdhvdp可得定压过程dp=0：
qp
h T
dT p
cp
qp
dT
h Tp
3
理想气体内能变化（Δu）的计算： 按定容过程(constant volume process)：
单原子分子理想气体的内能
内能公式是E=inRT/2。
i是自由度，单原子分子是 3，双原子分子是5；三原子及多原子分子6；n气体的物质的量；R是理想气体常
数 R=8.31J/K。
内能是物体、系统的一种固有属性，即一切物体或系统都具有内能，不依赖于外界是否存在、外界是否对系统有影响。
内能是一种广延量（或容量性质），即其它因素不变时，内能的大小与物质的数量（物质的量或质量）成正比。
根据热力学第一定律，内能是一个状态函数。
同时，内能是一个广延物理量，即是说两个部分的总内能等于它们各自的内能之和。
内能（热力学及化学）
内能（internal energy）从微观的角度来看，是分子无规则运动能量总和的统计平均值。
分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。
原则上讲，物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和，但在一般热力学状态的变化过程中，物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化，所以可不考虑这些能量的改变。
但当在热力学研究中涉及化学反应时，需要把化学能包括到内能中。
理想气体的内能和CV,
理想气体的内能方程
理想气体的内能可以用方程式表示：U = (3/2) nRT，其中U是内能，n是物质的 摩尔数，R是气体常数，T是气体的绝对温度。
内能与温度的关系
内能与温度成正比，当温度增加时，理想气体的内能也会增加。这表明温度是内能的一个重要因素。
理想气体的定容热容
定容热容是指在恒定容积下，单位温度增加时系统吸收的热量。对于理想气体而言，定容热容等于摩尔 数乘以气体常数。
热容与分子自由度的关系
热容与分子的自由度有关。对于理想气体而言，当分子的自由度增加时，热 容也会增加。这是因为分子的自由度决定了其能够存储的能量量。
理想气体的定理想气 体而言，定压热容等于摩尔数乘以气体常数加上分子自由度乘以R。
理想气体的内能和CV
本演示将介绍理想气体的内能和CV。了解理想气体的特性以及内能与温度之 间的关系对于理解热力学过程非常重要。
理想气体的定义
理想气体是一种理想化模型，其中分子之间没有相互作用和体积。它可以描述许多实际气体的行为，并 为热力学及其应用提供了很好的基础。
内能的概念
内能是物质的微观粒子所具有的全部能量。对于理想气体而言，它由分子的平动、转动和振动能量以及 分子间势能组成。
气体内能初状态和末状态Q
气体内能初状态和末状态Q设一定质量的理想气体在温度不变的情况下发生膨胀，由初状态变到末状态。
由于温度保持不变，所以气体的内能也不变，即△E=0。
气体发生膨胀时对外做功，所以W为负值，即W<0。
从热力学第一定律W+Q=AE=0知道，Q应为正值。
即Q>0，而且W和Q的绝对值相等。
可见，在等温膨胀的过程中，理想气体要从外界吸收热量，吸收的热量并没有增加气体的内能，而全部用来对外做功。
在体积不变的情况下，对一定质量的理想气体加热，使它的温度升高，压强增大，由初状态变到末状态。
末状态的温度比初状态高，所以内能增加，即AE≥0。
气体的体积不变，外界既没有对气体做功，气体也没有对外界做功，所以W=O。
根据热力学第一定律我们得到Q=AE。
可见，在等容变化中，如果理想气体从外界吸收热量，这个热量就全部用来增加气体的内能。
在压强不变的情况下，对一定质量的理想气体加热，使它的温度升高，体积增大，由初状态变到末状态，末状态的温度比初状态高,所以内能增加，即AE>0。
气体膨胀对外做功，W<0。
从热力学第一定律形W+Q=AE>0知道，这时气体吸收的热量Q的绝对值大于w的绝对值。
这就是说，在等压膨胀的过程中，理想气体从外界吸收的热量，一部分用来增加气体的内能，一部分用来对外做功。
除了上述三种等值变化外，还有一种所谓绝热变化在实际中常常遇到。
物体在状态的变化过程中如果跟外界没有热交换，这种变化就叫做绝热变化。
绝热变化的特点是:Q=0。
用绝热良好的材料把容器包起来，让气体发生膨胀或者对气体进行压缩，这时的变化就可以看作绝热变化。
气体的膨胀或压缩进行得很迅速，从初状态到末状态所用的时间很短，气体来不及跟外界发生热交换，这种迅速的变化也可以看作绝热变化。
图2-1所示的压缩气体的演示，热机气缸内气体膨胀做功，过程进行得很迅速，都可以看作绝热变化。
在绝热压缩的过程中，外界对气体所做的功完全用来增加气体的内能，使气体的温度升高。
气体的内能
气体的内能气体的内能是指气体中具有的能量，它可以由不同的元素组成，也可以在不同的状态下有所不同。
它的种类和形式也有很大的差别，如同位热、电磁热、化学热、表面热和声音热等。
气体的内能是指气体拥有的能量，它是由不同的元素组成，是一种可以存储和释放能量的基本物质。
它主要来源于化学反应，也可以来源于物理反应或者外加功效。
气体的内能能够被用来照明、发动机、兴奋神经细胞等等。
气体的内能可以表现为不同的形式，如同位热、电磁热、化学热、表面热、声音热等。
同位热是指气体中存在的同位热量，它的单位是卡路里。
电磁热是指气体中由电磁场引起的热量，它的单位是牛顿。
化学热是指气体中由化学反应引起的热量，它的单位是焦耳。
表面热是指气体表面的热量，它的单位是焦耳。
声音热是指气体中由声波引起的热量，它的单位是焦耳。
气体的内能可以被利用来做发动机或照明等。
由于气体内部能量可以被利用，它们也成为现代工业发展的重要动力。
气体发动机是利用气体的内能转换成机械动力的机器，它的广泛应用在航空、船舶、汽车等众多领域。
在照明领域，气体的内能被用来发出光源，这类光源有高温灯、氖灯、钨灯和荧光灯等。
此外，气体的内能也能够用来兴奋神经细胞，这种方法已经被应用于神经药理学中。
神经药理学研究是一门关于脑和神经系统反应和功能的科学，是医药学和神经科学的重要领域。
它利用气体来刺激神经细胞，从而探究各种神经系统疾病的发生机制、诊断及疗效的表现，帮助研究人员更好地了解和治疗神经系统疾病。
总之，气体的内能是一种可以被利用的能量，它的种类和形式有很大的差异，可以被用来做发动机、照明、兴奋神经细胞等。
因此，对于气体的内能的研究不仅有着重要意义，而且具有重要而广泛的应用。
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2．质量为M=40kg的重锤锻打铁器，铁器质量m=0.6kg，已知重锤打击铁器前重锤的速度为v=l0m/s，设打击时有60％的机械能转化为内能，其中50％使铁器升温，已知铁的比热容为c=5×102J/(kg·℃)，求重锤连续打击20次后，铁器升高的温度。
1．物体沿粗糙斜面下滑，则下述说法中正确的是( )A．机械能不变，内能不变B．机械能增加，内能不变C．机械能减少，内能减少D．机械能减少，内能增加2．（多选题）下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有( )A．在光滑斜面上静止释放而滑下的物体 B．水平飞行并射穿木块的子弹C．在绝热条件下被压缩的气体 D．在光滑水平面上运动的两小球，碰撞后以共同速度运动3．下列关于物体内能变化情况的叙述中正确的是( )A．只要有力对物体做功，物体的内能就将发生变化B．在物体与外界没有热交换的条件下，只要有力对物体做功，物体的内能就将发生变化C．只要物体的机械能减少，其内能就将增加 D．以上说法都不对4．汽车关闭发动机后,沿斜坡匀速下滑的过程中( )A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.汽车的机械能转化为内能,总能量减少D.机械能转化为内能,总能量守恒5. 如图中活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气。
以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉动的过程中( )A．E甲不变， E乙减小 B．E甲增大， E乙不变C．E甲增大， E乙减小 D．E甲不变， E乙不变6．能量既不能__ _________,也不能___ _，______,它只能从一种形式___ ______为另一种形式,或者从一物体_ _______到别的物体,这就是能量守恒定律。
，，7．有一座瀑布的高度是50m，流量为12m3/s，计划在瀑布底部利用水流能发电、设在瀑布顶处水流速度与从发电机处水轮机内流出速率相等，且水流能有65%被利用。
求安装的发电机功率至少多大？(g取10m/s2)一、选择题1．对下列过程判断正确的是（）A．电流的能不可能全部变为内能 B．在火力发电机中，燃气的内能能全部转化为电能C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D．在热传导中，热量有可能自发地从低温物体传递给高温度物体2．电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气,这说明了( )A.热量能自发地从低温物体传给高温物体B.在一定条件下,热量可以从低温物体传给高温物体C.能的转化过程是随意的D.热量的传导过程不具有方向性3．（多选题）下列能源中，属于新能源的有（）A．核能B．太阳能C．天然气D．沼气4．（多选题）下列能源中，属于一次能源的有（）A．煤气B．原油C．煤D．电能5．（多选题）下列说法正确的是（）A．热水是常规能源 B．酒精是新能源 C．风能是一次能源 D．火药是一次能源6．2009年12月7日到18日，在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会上，中国承诺2020年碳排放量下降40—45%。
为了实现作为负责任大国的承诺，我们应当大力开发和利用下列能源中的（）A．石油 B．太阳能 C．天然气 D．煤炭7．关于太阳能，下列说法正确的是（）A．是一种新能源B．是一种常规能源C．是二次能源D．风能和太阳能是没有任何关系的8．用分子动理论和能的转化的观点判断下列说法，其中正确的是（）A．温度是物体分子热运动平均动能的标志B．物体中一个分子的动能加一个分子的势能，就是一个分子的内能C．改变物体内能的方式有做功和热传递，它们的本质是相同的D．物理过程都是可逆的，能的转化不具有方向性9．科学家通过大量事实发现，自然界中的变化过程具有________性，即它们只能自发地朝_______发生。
能的转化过程同样具有________性，例如，在热传递过程中，热量只能自发地从_______向_______传递。
10．地球上的大部分能源，归根到底是来源于____________。
11.太阳的总辐射功率约为4×1026W,太阳与地球之间的距离为1.5×1011m,若学校的屋顶的总面积是2×103m2屋顶上全部放置效率为50％太阳能电池,并设有平均每天有效日照8h,试求:学校每天能通过太阳能电池得到的电能.4.1×1010 J2、关于“永动机”的下列说法中正确的是()A 不消耗任何能量的燃料，却能源源不断地对外做功的机器是绝对不能制造成功的，因为它违背了能的转化和守恒定律。
B 只要不违背能的转化和守恒定律的机器总是能够制造成功的。
C 只丛单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响的机器是可以制造出来的。
D 热效率是百分之百的热机是绝对不可能制造出来的。
3、下列说法正确的是（）A 热量能自发地从高温物体传给低温物体B 热量不能从低温物体传到高温物体C 热传导是有方向的D 能量耗散说明能量是不守恒的4、根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是（）A．理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性D．根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体5、下列叙述正确的是（ ）A ．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性B ．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C ．在绝热过程中外界对气体做功，气体的内能必然增加．D ．温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大1．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ）A ．机械能守恒B ．能量正在消失C ．只有动能和重力势能的相互转化D ．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒2．下列设想中，符合能量转化和守恒定律的是（ ）A ．利用永磁铁和软铁的相互作用，做成一架机器，永远地转动下去B ．制造一架飞机，不携带燃料，只需利用太阳能就能飞行C ．做成一只船，利用流水的能量，逆水行驶，不用其他动力D ．利用核动力使地球离开太阳系3．下列说法中，正确的是（ ）A ．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B ．热量不可能由低温物体传给高温物体C ．气体的扩散过程具有方向性D ．一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性4．关于能源，以下说法中不正确的是（ ）A ．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能B ．柴草燃烧时释放的能量是生物能C ．核能和地热能来自地球自身D ．潮汐能来源于月球引力做功下列说法中正确的是 [ ]A ．温度低的物体内能B ．温度低的物体分子运动的平均速率小C ．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D ．外界对物体做动时，物体的内能不一定增加12．如图所示，绝热隔板K 把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K 与气缸壁的接触是光滑的。
两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a 和b 。
气体分子之间相互作用势能可忽略。
现通过电热丝对气体a 加热一段时间后，a 、b 各自达到新的平衡（ ）A ．a 的体积增大了，压强变小了B ．b 的温度升高了C ．加热后a 的分子热运动比b 的分子热运动更激烈D ．a 增加的内能大于b 增加的内能在标准大气压下，质量100g ，温度为100℃的水变为100℃的水蒸气时，体积由1．04×102cm 3变为1．68×105cm 3。
试计算水蒸气的内能增加了多少？（已知水在100℃时的汽化热为2．26×106J/kg 。
采用绝热（即不交换热量）的方式使一定量的气体由初态A 变化至终态B ．对于不同的绝热方式，下面说法正确的是 [ ]A ．对气体所做的功不同B ．对气体所做的功相同C ．对气体不需做功，因为没有热的传递D ．以上三种说法都不对 a K b如图所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定．A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．起初，A中水面比B中的高，打开阀门，使A 中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中， [ ]A．大气压力对水做功，水的内能减小 B．水克服大气压力做功，水的内能减小B．C．大气压力对水不做功，水的内能不变C．D．大气压力对水不做功，水的内能增加如图，U型管左管口套有一小气球，管内装有水银。
当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。
假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积、压强、内能将怎样变化？2．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的是( ) A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素3．质量相等的氢气和氧气温度相同，若不考虑分子间的势能，则( )A．氢气的内能较大 B．氧气的内能较大 C．两者的内能相等 D．氢气和氧气分子的平均动能相等6．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力的合力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大(2010·广东模拟)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为25mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_____模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．图中油酸膜的面积为________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：________________________________________________图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。