理想气体向真空自由扩散,内能变化

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：综合作业时间：2024/07/03 12:27:44

理想气体向真空自由扩散,内能变化
一绝热的真空室,有一小阀门通过细管写大气相连,打开阀门．大气便涌入真空室．直到室内外压强都是Po．已细lmol空气在大气中的温度为To、压强为Po,体积为V,内能为Uo,问进入真空室后每摩尔空气的内能Uf为多少?
答案这里有
理想气体向真空中自由扩散不是没有做功的么?
但这题里是做功的
有什么不一样的么?

我觉得是做功的,可以理解为细管与另一个封闭空间相连,形成两个大盒子由细管相连的体系.一个为真空室,另一个视为外界.外界的气体膨胀进入真空室做功.由于整个体系是守恒的,我们可以从外界入手：外界从真空室中吸收热量为0,内能变化为nUf-nU0,对真空室膨胀做功为P0nV0,再由热力学定理算出.
你说理想气体向真空自由扩散不做功,我认为这种扩散没有界限,而且理想气体不考虑分子间相互作用,分子势能就没有意义了,而势能与距离有关,即单纯地说理想气体的体积没有意义.而此题是在一定空间内膨胀且给出了明确的压强变化,则做功是有意义的.

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