关于热力学的一些问题1.温度低的物体分子运动的平均速率小?为什么错?不是 温度是分子平均动能的标志么?(这是解答:温度低
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/26 22:46:54
关于热力学的一些问题
1.温度低的物体分子运动的平均速率小?为什么错?不是 温度是分子平均动能的标志么?(这是解答:温度低,物体分子平均动能小,但不同物质的分子质量不同,所以无法确定温度低时分子运动的平均速率是否一定小;)
2.物体的内能为零时,机械能可以不为零?
为什么错?
机械能不就是 势能和动能么?机械能为0 内能为0 机械能不是还有势能么?
3.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换?
这句话 错 错在哪里?
顺便问下 理想气体是不是就是把气体理想化 再用那个方程 pv那个?没有什么其他别的性质吧?
4.还有一题类似是这样的
电热丝 加热后 A 气体吸热 内能是加大的 不能膨胀 那么要想b传热!我知道是最后温度升高的,那怎么从u=Q+W 说呢?还是这个传热不算做功?)2.那么B气体不是要吸热么?会对外做功吧,那么最后他的温度怎么变?吸热的和做功的大小怎么搞?
3.有一问是问b中的压强怎么变?我感觉 b不是要膨胀么?虽然说气体的温度增加了,平均动能增加了,但是体积加大了 .还有压强是靠什么来比较大小,我以为比如平均动能增大,运动速度增大 碰撞的频率不是增大么?但是我们老师讲的时候 说到了什么力的大小!我不大清楚!
我以前以为 理想气体是 不计势能的
在百科里看到这样 从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体.
有点不懂
![](http://img.wesiedu.com/upload/f/df/fdf3a8d0eda650af7e4d81127c2a711e.jpg)
1.温度低的物体分子运动的平均速率小?为什么错?不是 温度是分子平均动能的标志么?(这是解答:温度低,物体分子平均动能小,但不同物质的分子质量不同,所以无法确定温度低时分子运动的平均速率是否一定小;)
2.物体的内能为零时,机械能可以不为零?
为什么错?
机械能不就是 势能和动能么?机械能为0 内能为0 机械能不是还有势能么?
3.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换?
这句话 错 错在哪里?
顺便问下 理想气体是不是就是把气体理想化 再用那个方程 pv那个?没有什么其他别的性质吧?
4.还有一题类似是这样的
电热丝 加热后 A 气体吸热 内能是加大的 不能膨胀 那么要想b传热!我知道是最后温度升高的,那怎么从u=Q+W 说呢?还是这个传热不算做功?)2.那么B气体不是要吸热么?会对外做功吧,那么最后他的温度怎么变?吸热的和做功的大小怎么搞?
3.有一问是问b中的压强怎么变?我感觉 b不是要膨胀么?虽然说气体的温度增加了,平均动能增加了,但是体积加大了 .还有压强是靠什么来比较大小,我以为比如平均动能增大,运动速度增大 碰撞的频率不是增大么?但是我们老师讲的时候 说到了什么力的大小!我不大清楚!
我以前以为 理想气体是 不计势能的
在百科里看到这样 从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体.
有点不懂
![](http://img.wesiedu.com/upload/f/df/fdf3a8d0eda650af7e4d81127c2a711e.jpg)
1. 温度低的物体分子运动的平均速率小? 为什么错?
温度低意味着平均动能小,这毫无疑问.而题中并未说同种物体(物质),因此分子的质量可能有大有小.例如AB两种物质(不妨假定A的分子质量为B的10倍),而A的温度比B略高,即A分子的平均动能略大(比方说是B的1.1倍),根据平均动能的定义(1/2m*平均速率的平方),容易计算B的平均速率反而更大.
2 .物体的内能为零时,机械能可以不为零? 为什么错?
首先物体的内能不可为零(即便在绝对零度时,虽然中学不学这个,但错的就是错的,不能说中学没学过,实际上是错的东西,就可以认为是对的),绝对零度时仍然存在无规则热运动,因此我们说热运动永不停息(这句话中学是学过的),自然热运动的能量就不可为零.
楼上对本问题的解答前面是正确的,但后面是错误的.假定分子的无规则运动停息了(当然这不可能),那么物体照样可以有机械能,机械运动是物体中所有分子有规则运动(以相同的速度,朝向同一方向运动)的宏观表现,分子的有规则运动不是热运动,所有分子有规则运动的动能总和就是物体的(宏观)动能.而有规则运动引起的分子间势能的改变量总和就是弹性势能(例如宏观上压缩,引起所有分子间距都同等程度地减小,每对分子间斥力势能都增大,所有分子间的斥力势能增大值的总和就是弹性势能).所有分子与地球间的引力势能的总和就是物体的重力势能.就算无规则热运动可以停息,内能可以为零,分子的有规则运动照样可以存在,动能、弹性势能和重力势能都可以不是零.因此原命题错误在于前一半.
3.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换?
热交换的前提是系统和外界存在温差,等温过程中貌似系统和外界不存在温差,但存在产生温差的趋势.例如理想气体等温膨胀,气体要对外做功,假定不吸热,气体内能就会下降,温度就会降低(比外界低),从而产生温差而吸热.只有当吸热量与做功量相等时才内保持内能不变,温度不变.
顺便问下 理想气体是不是就是把气体理想化 再用那个方程 pv那个?没有什么其他别的性质吧?!
理想气体就是压强趋近于零的气体,当压强趋于零时,分子平均间距就会很大,以至于分子本身的体积相比气体总体积很小,可以忽略.同时大多数情况下分子相距很远,分子间的引力和斥力也近似为零.不过百度百科上有一点不准确,就是并不能认为分子间没有任何作用力,分子平均间距虽很大,但任意瞬间总有某些分子(占总数的极少部分)仍然可能靠的很近,甚至发生碰撞,这些分子间仍然有力的作用,不过这对通常问题的理解并不构成影响.
理想气体物态方程pV=nRT,描述了气体在一定状态下,各物理量之间的关系.当然不是理想气体的全部性质,不过是最重要的性质之一.理想气体还有一个重要性质就是理想气体的内能仅是温度的函数,与体积或压强都没有关系,意味着理想气体分子间不存在分子间作用势能(否则内能就会与体积有关).
4 电热丝 加热后 A 气体吸热 内能是加大的 不能膨胀 那么要想b传热!(问题1 我知道是最后温度升高的,那怎么从u=Q+W 说呢?还是这个传热不算做功?)
先要纠正一下楼主的一个严重错误,第一定律表达式中U前面的Δ切不可省掉,U与ΔU的物理意义天壤之别.以A中气体为系统,则系统从电阻丝吸热,同时向B放热,隔板应该是不可移动的吧?那么就不存在功.故内能增量ΔU=Q1-Q2,其中Q1为从电阻丝吸热量,Q2为向B处的放热量(Q2为正值).
还是这个传热不算做功?
传热就是传热,做功就是做功,二者存在本质的区别,不能混为一谈(尽管它们在可以引起内能变化这一点上效果相同,除此之外无一处相同).传热任何时候都不能算做功,反之亦然.
那么B气体不是要吸热么?会对外做功吧,那么最后他的温度怎么变?吸热的和做功的大小怎么搞?
A从电阻丝吸热,假定不向B放热,则内能升高,温度上升,一定会超过B的温度,从而引起向B放热.B吸热后假定不做功(不膨胀),则内能会升高,温度升高,体积又不变,则压强会升高,超过外压,从而必然发生膨胀对外做功.
要定量计算AB温度如何变化需要同时考虑AB两个系统的能量守恒,并利用理想气体物态方程,还需要使用理想气体内能增量与温度增量间的关系ΔU=CvΔT.
在没有加热电阻丝时,AB均处于平衡态(初态1),AB的温度相同设为T0,B的压强与外压相同设为p0.加热电阻丝释放Q1的热量后,停止加热,之后AB将会达到新的平衡态(终态2),此时仍有AB温度相等设为TA,B的压强仍与外压相等.
对A系统有ΔUA=Q1-Q2=CvA(TA-T0) (1)
对B有ΔUB=Q2+W=Q2-p0(V2-V1)=Q2-p0V2+p0V1=Q2-nRTA+nRT0=CvB(TA-T0) (2)
两式相加消去Q2,得:Q1=(CvA+CvB+nR)(TA-T0),从而可算出TA-T0.算出后带回(1),即可得Q2.带入(2)可得W=-nR(TA-T0)
有一问是问b中的压强怎么变?我感觉 b不是要膨胀么?虽然说气体的温度增加了,平均动能增加了,但是体积加大了 .还有压强是靠什么来比较大小,我以为比如平均动能增大,运动速度增大 碰撞的频率不是增大么?
这个问题很简单.B的压强不变,初态和终态都是平衡态都必须等于外压.中间状态未必是平衡态,未必有明确的压强(B气体各部分的压强可以不等),只能比较初态和终态.你的推断是不必要的,并且用你的推理方式不可能确切知道压强如何变化.不知楼主是否学过压强的微观表达式p=2/3 nE?如果学过的话,可以看出膨胀后单位体积分子数n降低,平均平动能E升高,但降低和升高的幅度无法判断,因此不可能确切知道压强如何变化.
如有不明欢迎追问.
再问: 那么B气体不是要吸热么?这一问 我是这样想的 书上说过当两个系统相互接触 会发生热传递 热平衡么 所以 最后A 和 B的温度肯定是相同的 但是B是吸热 是个等压变化 所以会膨胀 对外做功 但是 终究 A和 B 是达到平衡的 所以 吸热 肯定是大于做功的 这样理解可以么? 还有最后一问 我记错了吧 原题目好像是问 B中单位体积的碰撞次数么 还是什么的 算了 对了 最后一个问题 压强是由n 和 E决定的是吧!
再答: 所以 吸热 肯定是大于做功的 定性分析可以这样粗略理解,但不够严格,仍然不能证明Q1=Q2=-W,整个AB系统温度不变这一情形完全不可能。这里还是定量分析比较有说服力。 压强是由n 和 E决定的是吧 从微观上说是这样,前文中E指平均平动能,开始以为楼主是中学生,故没有提这个概念。
再问: 高中也算中学吧
温度低意味着平均动能小,这毫无疑问.而题中并未说同种物体(物质),因此分子的质量可能有大有小.例如AB两种物质(不妨假定A的分子质量为B的10倍),而A的温度比B略高,即A分子的平均动能略大(比方说是B的1.1倍),根据平均动能的定义(1/2m*平均速率的平方),容易计算B的平均速率反而更大.
2 .物体的内能为零时,机械能可以不为零? 为什么错?
首先物体的内能不可为零(即便在绝对零度时,虽然中学不学这个,但错的就是错的,不能说中学没学过,实际上是错的东西,就可以认为是对的),绝对零度时仍然存在无规则热运动,因此我们说热运动永不停息(这句话中学是学过的),自然热运动的能量就不可为零.
楼上对本问题的解答前面是正确的,但后面是错误的.假定分子的无规则运动停息了(当然这不可能),那么物体照样可以有机械能,机械运动是物体中所有分子有规则运动(以相同的速度,朝向同一方向运动)的宏观表现,分子的有规则运动不是热运动,所有分子有规则运动的动能总和就是物体的(宏观)动能.而有规则运动引起的分子间势能的改变量总和就是弹性势能(例如宏观上压缩,引起所有分子间距都同等程度地减小,每对分子间斥力势能都增大,所有分子间的斥力势能增大值的总和就是弹性势能).所有分子与地球间的引力势能的总和就是物体的重力势能.就算无规则热运动可以停息,内能可以为零,分子的有规则运动照样可以存在,动能、弹性势能和重力势能都可以不是零.因此原命题错误在于前一半.
3.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换?
热交换的前提是系统和外界存在温差,等温过程中貌似系统和外界不存在温差,但存在产生温差的趋势.例如理想气体等温膨胀,气体要对外做功,假定不吸热,气体内能就会下降,温度就会降低(比外界低),从而产生温差而吸热.只有当吸热量与做功量相等时才内保持内能不变,温度不变.
顺便问下 理想气体是不是就是把气体理想化 再用那个方程 pv那个?没有什么其他别的性质吧?!
理想气体就是压强趋近于零的气体,当压强趋于零时,分子平均间距就会很大,以至于分子本身的体积相比气体总体积很小,可以忽略.同时大多数情况下分子相距很远,分子间的引力和斥力也近似为零.不过百度百科上有一点不准确,就是并不能认为分子间没有任何作用力,分子平均间距虽很大,但任意瞬间总有某些分子(占总数的极少部分)仍然可能靠的很近,甚至发生碰撞,这些分子间仍然有力的作用,不过这对通常问题的理解并不构成影响.
理想气体物态方程pV=nRT,描述了气体在一定状态下,各物理量之间的关系.当然不是理想气体的全部性质,不过是最重要的性质之一.理想气体还有一个重要性质就是理想气体的内能仅是温度的函数,与体积或压强都没有关系,意味着理想气体分子间不存在分子间作用势能(否则内能就会与体积有关).
4 电热丝 加热后 A 气体吸热 内能是加大的 不能膨胀 那么要想b传热!(问题1 我知道是最后温度升高的,那怎么从u=Q+W 说呢?还是这个传热不算做功?)
先要纠正一下楼主的一个严重错误,第一定律表达式中U前面的Δ切不可省掉,U与ΔU的物理意义天壤之别.以A中气体为系统,则系统从电阻丝吸热,同时向B放热,隔板应该是不可移动的吧?那么就不存在功.故内能增量ΔU=Q1-Q2,其中Q1为从电阻丝吸热量,Q2为向B处的放热量(Q2为正值).
还是这个传热不算做功?
传热就是传热,做功就是做功,二者存在本质的区别,不能混为一谈(尽管它们在可以引起内能变化这一点上效果相同,除此之外无一处相同).传热任何时候都不能算做功,反之亦然.
那么B气体不是要吸热么?会对外做功吧,那么最后他的温度怎么变?吸热的和做功的大小怎么搞?
A从电阻丝吸热,假定不向B放热,则内能升高,温度上升,一定会超过B的温度,从而引起向B放热.B吸热后假定不做功(不膨胀),则内能会升高,温度升高,体积又不变,则压强会升高,超过外压,从而必然发生膨胀对外做功.
要定量计算AB温度如何变化需要同时考虑AB两个系统的能量守恒,并利用理想气体物态方程,还需要使用理想气体内能增量与温度增量间的关系ΔU=CvΔT.
在没有加热电阻丝时,AB均处于平衡态(初态1),AB的温度相同设为T0,B的压强与外压相同设为p0.加热电阻丝释放Q1的热量后,停止加热,之后AB将会达到新的平衡态(终态2),此时仍有AB温度相等设为TA,B的压强仍与外压相等.
对A系统有ΔUA=Q1-Q2=CvA(TA-T0) (1)
对B有ΔUB=Q2+W=Q2-p0(V2-V1)=Q2-p0V2+p0V1=Q2-nRTA+nRT0=CvB(TA-T0) (2)
两式相加消去Q2,得:Q1=(CvA+CvB+nR)(TA-T0),从而可算出TA-T0.算出后带回(1),即可得Q2.带入(2)可得W=-nR(TA-T0)
有一问是问b中的压强怎么变?我感觉 b不是要膨胀么?虽然说气体的温度增加了,平均动能增加了,但是体积加大了 .还有压强是靠什么来比较大小,我以为比如平均动能增大,运动速度增大 碰撞的频率不是增大么?
这个问题很简单.B的压强不变,初态和终态都是平衡态都必须等于外压.中间状态未必是平衡态,未必有明确的压强(B气体各部分的压强可以不等),只能比较初态和终态.你的推断是不必要的,并且用你的推理方式不可能确切知道压强如何变化.不知楼主是否学过压强的微观表达式p=2/3 nE?如果学过的话,可以看出膨胀后单位体积分子数n降低,平均平动能E升高,但降低和升高的幅度无法判断,因此不可能确切知道压强如何变化.
如有不明欢迎追问.
再问: 那么B气体不是要吸热么?这一问 我是这样想的 书上说过当两个系统相互接触 会发生热传递 热平衡么 所以 最后A 和 B的温度肯定是相同的 但是B是吸热 是个等压变化 所以会膨胀 对外做功 但是 终究 A和 B 是达到平衡的 所以 吸热 肯定是大于做功的 这样理解可以么? 还有最后一问 我记错了吧 原题目好像是问 B中单位体积的碰撞次数么 还是什么的 算了 对了 最后一个问题 压强是由n 和 E决定的是吧!
再答: 所以 吸热 肯定是大于做功的 定性分析可以这样粗略理解,但不够严格,仍然不能证明Q1=Q2=-W,整个AB系统温度不变这一情形完全不可能。这里还是定量分析比较有说服力。 压强是由n 和 E决定的是吧 从微观上说是这样,前文中E指平均平动能,开始以为楼主是中学生,故没有提这个概念。
再问: 高中也算中学吧
关于热力学的一些问题1.温度低的物体分子运动的平均速率小?为什么错?不是 温度是分子平均动能的标志么?(这是解答:温度低
温度低的物体分子运动的平均速率小
温度高的物体内分子运动的平均速率和平均动能一定比温度低的物体内分子运动的平均速率和平均动能大吗
为什么温度是分子热运动的平均动能的标志?
A、温度是分子平均动能的标志,所以温度不变,分子的平均动能不变,A准确;B、物体的温度越高,仅仅是平均动能变大
温度与分子平均动能的标志
物理.物体内能.温度相同时,不同物体的分子平均速率相同.这句话是错的?但是.温度相同的话.不是分子平均动能相同么.那怎么
温度是物体分子的平均动能,那么分子动能包括什么?只是分子的速率吗
温度是物体内大量分子平均速率的标志,这句话对吗?
温度是平均动能的标志,为什么
温度是物体内所有分子热运动的平均动能的标志
A、温度是分子平均动能的标志,所以温度不变,分子的平均动能不变,A准确;B、物体的温度越高,分子的平均动能越大