分子势能气体的体积跟分子势能有什么关系?气体的体积增大或是减小,它的分子势能会有何变化?

分子势能气体的体积跟分子势能有什么关系?气体的体积增大或是减小,它的分子势能会有何变化?
分子势能
气体的体积跟分子势能有什么关系?气体的体积增大或是减小,它的分子势能会有何变化?

分子势能气体的体积跟分子势能有什么关系?气体的体积增大或是减小,它的分子势能会有何变化?
体积增大,分子势能可能增加,可能减小,可能不变.
如果理想状态气体是自己由于自由扩散来体积增大的 那么他的势能是不变的 如气体自由扩散
如果说是对外膨胀做功了 那么它的势能是减小的 例如气缸里活塞运动 气体对其做功
但对于其他的物体 例如弹性材料 拉伸的时候 分子之间表现为引力 分子势能是增加的

不完整,其他条件应不变,体积越大,分子势能越大,可以这样想,1单位体积气体能量一定,其他条件一定,又多1单位,分子势能变大

有的书明确地说,气体的体积增大时,分子势能增大;有的书又说不是这样.究竟如何?
“气体的体积增大时,分子势能增大”的主要论据是:气体分子间距离较大,分子的相互作用是吸引力;体积增大,则分子间距离增大,吸引力做负功,则分子势能增大.但这个论据靠不住:在同一时刻,气体中有一些分子对之间的分子间力表现为吸引力q,也有少数分子对的分子间力表现为排斥力Q,由于Q往往远大于q,因此后者未必是次要因素....

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有的书明确地说,气体的体积增大时,分子势能增大;有的书又说不是这样.究竟如何?
“气体的体积增大时,分子势能增大”的主要论据是:气体分子间距离较大,分子的相互作用是吸引力;体积增大,则分子间距离增大,吸引力做负功,则分子势能增大.但这个论据靠不住:在同一时刻,气体中有一些分子对之间的分子间力表现为吸引力q,也有少数分子对的分子间力表现为排斥力Q,由于Q往往远大于q,因此后者未必是次要因素.
实际上,在温度一定情况下,气体的体积较大幅度地增大时,分子势能略有增大、略有减小都是有可能的,取决于气体的种类和温度.
焦耳在1845年做了一个实验:气体跟外界几乎无热交换,自由膨胀(不对外做功)体积加倍的过程中,测出气体的温度几乎不变.这意味着,一定数量的气体的内能几乎只与温度有关,而与体积无关.这意味着,气体的分子势能几乎与体积无关.
焦耳和威廉?汤姆孙于1852年做了更精确的实验(李椿等《热学》163页,人民教育出版社1978年版),实验结果是,在气体的体积和压强的乘积PV与内能U这两者的和保持不变的某种膨胀过程中,气体的温度略有下降(比如降低1℃),或略有上升(比如上升1℃),依所用气体的种类和温度的不同而不同.我们来分析这个实验说明了什么.在观测到温度降低1℃的实验中,PV即使不按照克拉珀龙方程PV＝nRT而减小,也会略微减小,注意到(PV＋U)在实验中不变,可知U有所增大,这说明了存在“体积增大、温度降低,而内能增大”这种事实,从而说明了存在“气体体积增大时分子势能增大”这种事实.在观测到温度上升1℃的实验中,PV即使不按照克拉珀龙方程PV＝nRT而上升,也会略微上升,注意到(PV＋U)在实验中不变,可知U有所减小,这说明了存在“体积增大、温度上升,而内能减小”这种事实,从而说明了存在“气体体积增大时分子势能减小”这种事实.
总之,气体的体积发生较大的变化时,气体总分子势能只发生少许变化;气体总分子势能随体积的增大而略微增大或略微减小,都是可能的.
由于气体的分子势能,只与体积有微弱的关系,因此在理想气体模型的假设中可以包含下述假设:理想气体的分子势能不随体积的变化而变化,或者,一定数量的理想气体的内能是温度的函数.
题目:如所示,容器A容器B以及连接两者的管道都是绝热的,原来容器A中装有气体,温度为T,容器B中为真空.打开阀门K,气体从容器A流向容器B,温度后温度为T′.
(A)设容器中的气体为理想气体,则一定有T＝T′
(B)设容器中的气体为理想气体,则一定有T＞T′
(C)设容器中的气体为某种实际气体,则一定有T＝T′
(D)设容器中的气体为某种实际气体,则一定有T＞T′
图13－11
解:气体从A流向B的过程中,不对外作功,又气体跟外界之间不发生内能转移,所以气体的内能不变.
理想气体在状态变化中总分子势能无变化,因此理想气体的内能不变,意味着,总分子动能不变.而分子数未变化,所以分子平均动能不变,从而温度不变.至此可以肯定选项(A),否定选项(B).
由于实际气体在上述变化中总分子势能可能增大、可能不变、可能减小.因此实际气体的内能不变时,总分子动能变小、不变、变大的可能性都是存在的,温度降低、不变、升高的可能性都是存在的.选项(C)(D)可以否定.
本题四个选项只有(A)是对的.

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有的书明确地说,气体的体积增大时,分子势能增大;有的书又说不是这样.究竟如何?
“气体的体积增大时,分子势能增大”的主要论据是:气 体分子间距离较大,分子的相互作用是吸引力;体积增大,则分子间距离增大,吸引力做负功,则分子势能增大.但这个论据靠不住:在同一时刻,气体中有一些分 子对之间的分子间力表现为吸引力q,也有少数分子对的分子间力表现为排斥力Q,由于Q往往远大于q,因此后者未必是...

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有的书明确地说,气体的体积增大时,分子势能增大;有的书又说不是这样.究竟如何?
“气体的体积增大时,分子势能增大”的主要论据是:气 体分子间距离较大,分子的相互作用是吸引力;体积增大,则分子间距离增大,吸引力做负功,则分子势能增大.但这个论据靠不住:在同一时刻,气体中有一些分 子对之间的分子间力表现为吸引力q,也有少数分子对的分子间力表现为排斥力Q,由于Q往往远大于q,因此后者未必是次要因素.
实际上,在温度一定情况下,气体的体积较大幅度地增大时,分子势能略有增大、略有减小都是有可能的,取决于气体的种类和温度. .
总之,气体的体积发生较大的变化时,气体总分子势能只发生少许变化;气体总分子势能随体积的增大而略微增大或略微减小,都是可能的.
由于气体的分子势能,只与体积有微弱的关系,因此在理想气体模型的假设中可以包含下述假设:理想气体的分子势能不随体积的变化而变化,或者,一定数量的理想气体的内能是温度的函数.

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