Question

一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，则：
(1)气体的内能是增加还是减少？其变化量的大小为多少焦耳？
(2)气体的分子势能是增加还是减少？
(3)分子平均动能如何变化？

Answer 1

（1）内能减少了1.8×105 J（2）增加（3）减少

试题分析：(1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝4.2×105 J，  1分
气体对外做功6×105 J，则外界对气体做功W＝－6×105 J，  1分
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得   1分
ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J   1分
所以物体内能减少了1.8×105 J.   1分
(2)气体对外做功体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加了  2分
(3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量．  3分
点评：热力学第一定律实质上是能量守恒定律的特例，应用时关键要掌握符号法则：凡使内能能增加的量，均为正值；相反，为负值．