为什么理想气体在自由膨胀中温度不变，热力学能不变

如题所述

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推荐答案 2018-04-12

"自由"二字是指膨胀时气体不受外界阻碍，所以气体不对环境做功，即-W=0。1843年，焦耳曾设计一套使气体向真空膨胀的仪器。焦耳发现，气体在膨胀前后温度没有变化，因而没有自环境吸入或放出热，即Q=0。根据热力学第一定律Q=△U-W可知，气体在膨胀过程中△U=Q+W=0。所以焦耳实验(Joule's experiment)得出以下结论，在自由膨胀中，气体的内能不变·

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第1个回答 2021-01-24

根据理想气体模型，气体之间完全没有相互作用力，内能包含平动能转动能等等种类，但总的分类可分为动能和势能。自由膨胀中理想气体体积增大，因为分子间无作用力，所以势能并未增加。真空中无体积功，也无外界能量输出，无非体积功，所以动能不变，而温度是动能的表征量，所以温度不变。由热一定律，u也不变。

第2个回答 2019-04-22

因为整体都是系统内部，所以气体是不对环境做功的W=0，又因为这个温度不变也就是说跟外界热量没有交换所以Q=0，根据热力学第一定律△U=Q+W，得△U=0

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