气体体积膨胀做功

压缩气体时，气体会逐渐液化，照理应该会降温，那么为什么又会出现“压强增大，温度升高”的说法？
1、放气时气体体积膨胀对外做功，气体自身内能减少，温度降低。

引起气体温度变化的方法有两种就是做功和热传递
2、降低温度可以使一切气体变成液体，使一切液体变成固体。

但是单纯用加压的办法不一定能使气体变成液体。

因此，对任何气体都有一个温度界限，在此温度以上，无论施加多大压力也不能使气体液化，这个温度就称为临界温度。

也就是说，临界温度是气体可以液化的最高温度在临界温度时，使气体液化所需的最小压力称为临界压力。

可逆过程中膨胀功膨胀功是指在可逆膨胀过程中系统对外界做的功。

可逆膨胀过程是指系统与外界之间没有任何形式的阻碍，无摩擦、无粘滞、无传热等等。

在这种条件下，系统的膨胀过程可以视为一系列无限小的状态变化，每一步都是平衡态，且经过这个平衡态时系统与外界之间能够进行热平衡的接触，使得系统与外界之间的压强和温度差异可以保持较小。

在可逆膨胀过程中，系统对外界所做的功可以通过下面的方式计算。

首先，我们考虑一个无限小的温度差δT，使得系统的温度由T变为T+δT。

在这个过程中，系统吸收了热量δQ，并对外界做功δW。

当系统从温度T1膨胀到温度T2时，我们可以将这个过程分解为一系列无限小的温度差。

系统所吸收的总热量ΔQ可以用下式计算：ΔQ=∫(T1→T2)δQ根据可逆膨胀过程的特点，系统与外界之间的热平衡使得吸热δQ和温度差δT之间的关系满足：δQ=TdS其中，dS是系统的熵变。

因此我们可以将上式改写为：ΔS=∫(T1→T2)dS然后我们利用熵变的定义：ΔS=S2-S1其中，S1和S2分别是系统在膨胀过程开始和结束时的熵。

根据熵的定义可以推导出：ΔS=∫(S1->S2)dS=∫(V1->V2)(δQ/T)=1/T∫(V1->V2)δQ最后我们将热量δQ用做功δW表示：ΔS=1/T∫(V1->V2)δW我们知道，功=力×位移。

在这个可逆膨胀过程中，由于系统与外界之间没有形式的阻碍，因此可以认为外界施加在系统上的是一个微小的力δF，并且由于系统的膨胀，位移是系统的体积变化δV。

因此：δW=δF×δV将δF×δV替换δW，上述式子可以进一步改写为：ΔS=1/T∫(V1->V2)δF×δV根据力的定义F=P×A，δF=P×dA，其中P是外界施加在系统上的压强，A是系统与外界接触的面积，dA是系统的体积变化所引起的面积变化。

因此可以继续改写成：ΔS=1/T∫(V1->V2)P×dA×δV由于δV=Adφ，其中φ是体积的变化量。

专题16 气体模型模型界定本模型主要是理想气体模型，涉及气体分子动理论、气体定律以及热力学定律与气体状态方程相结合的问题。

模型破解1.气体分子动理论:人们从分子运动的微观模型出发，给出某些简化的假定，结合概率和统计力学的知识，提出了气体分子动理论，其主要如下：（i）气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径(10-10m)大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。

（ii）气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒的无规则运动之中。

（iii）气体分子运动的速度按一定的规律分布，速度太大或速度太小的分子数目都很少.（iv）温度升高，分子运动的平均速率增大，且速率大的分子数增多，速率小的分子数减小，仍是“中间多，两头少”的分布规律.（v）除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很微弱的，甚至是可以忽略的。

（vi）气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。

(vii)分子的平均动能与热力学温度成正比。

(viii)分子间同时存在着相互作用力。

分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小（分子间距越大，引力和斥力都越小；分子间距越小，引力和斥力都越大）。

但斥力的变化比引力快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。

合力在0~r0时表现为斥力，在大于r0时表现为引力（r0为引力等于斥力的临界点）例1 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。

fυ表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。

下面国幅图中能若以横坐标υ表示分子速率，纵坐标()正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是。

（填选项前的字母）【答案】D【解析】: 分子数的百分比不能小于零,AB错误.速率分布规律是"中间多两边少",由此特点可知答案为D。

模型演练1.下列叙述正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．物体的内能越大，分子热运动就越剧烈，分子平均动能也就越大C．由于气体分子做无规则运动，所以气体分子速率分布没有规律D．分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力；当r>r0时，斥力小于引力【答案】D2.气体的三个状态参量(i)热力学参量——温度:表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志(ii)几何参量——体积:气体所充满的容器的容积.①气体的体积V是指大量气体分子所能达到的整个空间的体积.封闭在容器内的气体，其体积等于容器的容积②在标准状态下，1 mol的任何气体的体积均为 22.4 L③气体的体积不是气体分子自身体积的总和.(iii).力学参量——压强:气体作用在器壁单位面积上的压力，叫做气体的压强.①压强在数值上等于单位时间内器壁的单位面积上受到气体分子的总冲量.②产生原因：大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生.③决定因素：一定气体的压强大小，微观上取决于分子的运动速度和分子密度；宏观上取决于气体的温度T、体积V.在温度不变时,分子运动平均率不变,气体分子每次与器壁发生碰撞产生的平均冲击力不变,单位时间内与单位面积的器壁发生碰撞的分子次数越多,气体压强越大.在单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的分子次数不变时,分子无规则运动越剧烈,每次与器壁碰撞时产生的平均冲击力越大,压强越大.④决定气体分子在单位时间内对单位面积的器壁碰撞次数的因素:单位体积内的分子数与分子无规则运动剧烈程度.例2.关于气体的压强，下列说法中正确的是A．气体的压强是由气体分子间的排斥作用产生的B．温度升高，气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大C．气体的压强等于器壁单位面积上、单位时间内所受气体分子冲量的大小D．当某一密闭容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零【答案】C例3.如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体（不考虑分子势能）密封在竖直放置的绝热气缸内。

气体膨胀做功温度【原创实用版4篇】目录（篇1）1.气体膨胀做功的定义与原理2.气体膨胀做功与温度的关系3.气体膨胀做功的应用举例4.总结正文（篇1）【1.气体膨胀做功的定义与原理】气体膨胀做功是指气体在膨胀过程中，由于其内部分子间距的增大，克服分子间引力所做的功。

当气体从高压区向低压区膨胀时，气体内部的分子间距会发生变化，从而使气体对外做功。

根据热力学第一定律，气体膨胀做功的过程中，气体的内能会发生改变，进而影响气体的温度。

【2.气体膨胀做功与温度的关系】气体膨胀做功与温度之间存在密切的关系。

当气体膨胀做功时，气体内部的分子热运动加剧，导致温度升高。

反之，当气体被压缩时，气体内部的分子间距减小，分子热运动减缓，温度降低。

这种现象可以通过理想气体状态方程 PV=nRT 进行解释，其中 P 为气体压强，V 为气体体积，n 为气体摩尔数，R 为气体常数，T 为气体的绝对温度。

从方程中可以看出，当气体体积 V 增大时，如果压强 P 不变，温度 T 会相应地升高。

【3.气体膨胀做功的应用举例】气体膨胀做功在现实生活中有广泛的应用，例如内燃机、制冷系统等。

在内燃机中，燃料在气缸内燃烧产生高温高压气体，这些气体在膨胀过程中对活塞做功，从而驱动活塞往复运动，实现内燃机的工作。

在制冷系统中，制冷剂在压缩和膨胀过程中，通过吸收和释放热量来实现对冷媒的冷却。

【4.总结】气体膨胀做功是气体在膨胀过程中对外做的功，与气体的温度密切相关。

当气体膨胀做功时，气体内部的分子热运动加剧，导致温度升高。

这种现象在现实生活中有广泛的应用，如内燃机和制冷系统等。

目录（篇2）1.气体膨胀做功的定义2.气体膨胀做功与温度的关系3.气体膨胀做功的应用正文（篇2）一、气体膨胀做功的定义气体膨胀做功是指气体在压力作用下发生体积膨胀时，气体分子与容器壁之间产生的相互作用力所做的功。

在这个过程中，气体的内能会发生改变，从而影响气体的温度。

二、气体膨胀做功与温度的关系1.温度上升时，气体分子的热运动加剧，分子间的距离加大，从而使得气体体积膨胀。

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。

一、选择题1．关于温度、内能和热量，下列说法错误的是（）A．物体具有的内能就是物体具有的热量B．物体内能增大，可能是从外界吸收了热量C．物体内能减小时，温度可能不变D．气体体积膨胀，对外做功，内能一定减少2．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大3．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（）A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，说明分子间只存在引力C．丙图中活塞向下运动时，瓶内空气温度升高，属于内能转化为机械能D．丁图中小朋友下滑时，是通过做功增加了物体内能4．下列有关比热容的说法正确的是（）A．不同物质的比热容一定不同B．同种物质质量越大比热容就越大C．比热容大的物质吸热能力弱D．汽车发动机用水做冷却剂是因为水的比热容大5．下列现象中可以用分子热运动解释的是（）A．春天里，柳絮纷飞B．夏天里，白云飘荡C ．秋天里，丹桂飘香D ．冬天里，雪花飘飘6．依据你所学的热学知识，判断下列说法中正确的是（ ） A ．钻木取火，是通过热传递的方式改变物体的内能 B ．物体内能增加，温度一定升高 C ．0C ︒的冰块没有内能D ．汽车发动机用水作冷却液，是利用水的比热容大的特性7．甲、乙、丙三个物体的质量关系为m m m =甲乙丙>，当其吸收热量情况如图所示时，升高的温度关系为t t t ∆<∆=∆甲乙丙，则关于这三个物体，下列说法正确的是（ ）A ．乙的比热容最小B ．甲、乙的比热容相等C ．甲、乙的末温一定相等D ．若三个物体的温度都降低1℃，丙放出的热量最少8．一位同学用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，根据结果描绘温度一时间图像如图所示。

第十三章内能13.2 内能一、学习目标1.了解内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。

2.知道热传递可以改变物体的内能；知道热量的概念及单位。

3.知道做功可以改变物体的内能。

4.学会区分温度、热量、内能；理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

二、学习过程一）、知识点梳理-------- 内能1、构成物体的所有分子，其热运动的_______与___________的总和，叫作物体的内能。

内能的单位是________，符号________。

【答案】：动能分子势能焦耳J2.内能与机械能的比较机械能与整个物体的____________情况（如运动的快慢、高度、位置等）有关【答案】：机械运动内能与物体内部分子的__________和分子之间的_____________情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能【答案】：热运动相互作用3、物体，不论温度高低，都具有内能。

物体温度降低时内能，温度升高时内能。

【答案】：一切减少增加4、1.热传递改变物体的内能（1）热量：热传递过程中，传递能量的叫作热量，单位：焦耳（J）。

物体吸收热量时内能________ 放出热量时内能 。

物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越 。

【答案】： 多少 增加 减少 大（2）发生热传递时，高温物体___ _ 热量，内能______；低温物体___ __热量，内能_____ 。

【答案】：放出 减少 吸收 增加【拓展】发生热传递的条件：不同物体或者物体的不同部分之间存在温度差。

热传递的三种形式：热传导、热对流和热辐射。

5、 做功改变物体的内能实验：迅速压活塞，硝化棉燃烧起来 活塞压缩气体做功，使空气的内能_________，温度________，达到硝化棉的燃点【答案】：增大 升高气体膨胀对外做功，气体的温度________，内能________，水蒸气液化形成可以看到的小水滴【答案】：降低 减少知识要点二物体内能的改变项目实质 表达形式热传递内能的转移（由高温物体转移到低温物体） 凡是带有“热得”“晒得”“暖手”“加热”“遇冷”等词语来描述物体温度变化的情景为热传递做功其他形式的能量（主要是机械能）与内能之间的转化凡是带有“压缩”“摩擦”“锻打”“拧弯”“钻木”等词语来描述运动形式的情景为做功知识要点三温度、热量、内能的区分温度热量内能定义宏观：表示物体的冷热程度；微观：反映物体内大量分子无规则运动的剧烈程度在热传递过程中，传递能量的__多少___，是能量转移的量度物体内部_所有_分子热运动的动能与分子势能的总合表述一般说“降低”“升高”，不能说“吸收”“放出”一般说“吸收”“放出”，不能说“具有”一般说“有”“具有”“增大”“减小”，不能说“降低”“升高”“吸收”“放出”性质状态量过程量状态量单位摄氏度（℃）焦耳（J）焦耳（J）温度热量内能说明及示例物体温度升高，内能增加，不一定吸热物体吸收热量，内能增加，不一定升温物体内能增加，不一定升温物体内能增加，不一定吸热钻木取火，摩擦生热晶体熔化，水沸腾晶体熔化，水沸腾钻木取火，摩擦生热联系同一物体，温度升高，内能增大，但内能增大，温度不一定升高（如晶体的熔化、水的沸腾）；物体吸收了热量，内能增大，但内能增大，不一定是吸收了热量（如锻打物体做功、钻木取火）二) 、例题练习例1、由于分子在不停地运动，所以分子具有能；又由于分子之间有相互作用力，所以分子还具有能。

气体膨胀做功正负
气体膨胀做功正负
气体膨胀是指气体在一定条件下体积增大的过程。

在气体膨胀过程中，气体分子的平均间距增大，从而使气体的体积增大。

根据热力学第一定律，气体膨胀时会对外界做功，而功的正负与气体的膨胀方向有关。

当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相同时，气体对外界做正功。

这种情况下，气体的体积增大，气体分子对容器壁施加的压强大于外界施加的压强，从而使气体对外界做正功。

例如，当气缸活塞向外移动时，气体膨胀，对活塞做正功。

相反，当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相反时，气体对外界做负功。

这种情况下，气体的体积增大，气体分子对容器壁施加的压强小于外界施加的压强，从而使气体对外界做负功。

例如，当气缸活塞向内移动时，气体膨胀，对活塞做负功。

根据功的定义，功可以表示为力乘以位移。

对于气体膨胀做功的情况，可以用以下公式表示：
功 = 外界施加的力 ×气体膨胀的位移
当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相同时，功为正值；当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相反时，功为负值。

在热力学中，气体膨胀做的功可以用来推导理想气体的状态方程。

根据理想气体的状态方程，可以得出气体膨胀做功与气体的压强、体
积和温度之间的关系。

总之，气体膨胀做功的正负取决于气体膨胀的方向与外界施加的力
的方向是否一致。

当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相同时，
气体对外界做正功；当气体膨胀的方向与外界施加的力的方向相反时，气体对外界做负功。

通过对气体膨胀做功的研究，可以深入理解气体
的性质和热力学规律。