Question

一定量的气体从外界吸收了2.6×10⁵ J的热量，内能增加了4.2×10⁵ J.（1）是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？（2）如果气体吸收的热量仍为2.6×10⁵ J不变，但是内能增加了1.6×10⁵ J，计算结果W=-1.0×10⁵ J,是负值，怎样解释这个结果？（3）在热力学第一定律ΔU=Q+W中，W、Q和ΔU的正值、负值各代表什么物理意义？

Answer 1

解析：（1）由热力学第一定律：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU

即ΔU=W+Q

将Q=2.6×10⁵ J,ΔU=4.2×10⁵ J代入上式得

W=ΔU-Q=4.2×10⁵ J-2.6×10⁵ J=1.6×10⁵ J

W＞0，说明外界对气体做了1.6×10⁵ J的功.

（2）如果吸收的热量Q=2.6×10⁵ J,内能ΔU增加了1.6×10⁵ J,计算结果为W=-1.0×10⁵ J,说明气体对外界做功.

（3）在公式ΔU=Q+W中，ΔU＞0，物体内能增加；ΔU＜0，物体内能减少.

Q＞0，物体吸热，Q＜0，物体放热.

W＞0，外界对物体做功；W＜0物体对外界做功.

答案：（1）外界对气体做了 1.6×10⁵ J的功.

（2）说明气体对外界做功.（3）略.