问答题 气体在平衡状态时有何特征?这时气体中有分子热运动吗?热力学中的平衡与力学中的平衡有何不同?
【正确答案】气体在平衡状态时,宏观表现为热力性质包括状态参数等不随时间而变化,只要外界条件不变,它们就保持不变,不和外界发生能量和物质交换,气体内部没有发生任何形式的能量转换和状态、性质等的变化,气体内部状态参数(密度、温度、压强等)处处相同.
   只要温度在绝对零度以上,组成气体的分子都在不停地做无规则的热运动,气体在平衡态时自然也不例外,只是分子运动的总体效果是定常的,在宏观上就表现为压强、温度和密度处处相同.
   热力学中的平衡与力学中的平衡有着截然的区别,是两个不同的概念.力学中的平衡是指力学系统所受合外力为零或不受力而处于静止或匀速运动状态.气体在不受外力场(如重力场)作用时,内部压强会处处相等,该气体就处于力学平衡状态.而热力学中的平衡则是指系统在一定条件下,其宏观热力性质不随时间变化,系统内外同时建立热和力的平衡,也即达到热力平衡状态.虽然组成系统的微观上的分子在做不断的无规则运动,但与运动有关的统计量却是定常的,因此它是一种热动态平衡.
【答案解析】