问答题
一个门窗开着的房间,若室内空气的压力不变而温度升高了,则室内空气的总热力学能发生了怎样的变化?空气为理想气体,定容比热为常数。
【正确答案】根据理想气体状态方程,有
pV=mRT,pdV+Vdp=mRdT+RTdm=R(mdT+Tdm)
按题意有dV=0及dp=0,因此有mdT+Tdm=0
根据理想气体热力学能的性质,有
dU=d(mu)=mdu+udm=mcvdT+cvTdm=cv(mdT+Tdm)=0
结论:室内空气的比热力学能随温度升高而增大;但室内空气总热力学能则保持不变,U=mu,这是由于室内空气的质量随温度升高而减少的缘故。
【答案解析】