热力学第一定律First law of thermodynamics
吸收的热、做的功,最后都记在内能的账上。
ΔU = Q + W高中物理
橙色:热量 Q,蓝色:功 W,绿色:内能变化 ΔU
ΔU = Q + W
气体内能的增加量 ΔU,等于它从外界吸收的热量 Q 与外界对它做的功 W 之和。同样输入 150 J:等容时全部变成内能;等压膨胀时约 40% 用来对外做功;等温膨胀时全部对外做功、内能不变;绝热压缩时外界做的功全部变成内能,气体变热。
过程E外界输入能量(热或功)(J)
t = 0.00 s
速度
吸收的热量 Q150.0J
外界对气体做功 W-60.0J
内能变化 ΔU90.0J
末态温度372K
能量随时间
任意时刻都有 ΔU = Q + W。
想一想
同样吸收 150 J 的热量,等容和等压哪种情况下温度升得更高?
等容。等容时 W = 0,热量全部变成内能;等压膨胀时气体还要对外做功,只有 3/5 变成内能,温度升高得少。这也是定压比热容大于定容比热容的原因。
模型条件0.1 mol 单原子理想气体,初态 300 K、1 L · 过程缓慢进行 · 等容、等压、等温时 E 是吸收的热量,绝热时 E 是外界做的功;负值表示放热或气体对外做功
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据,就能画出它们的关系并做直线拟合;暂停后在不同时刻记录,还可以研究读数随时间的变化。