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物体加热膨胀后,内能如何计算?

作者 122米阳光
来源: 小木虫 300 6 举报帖子
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对一个材料进行加热,温度升高△T,体积增加△V(热胀冷缩)。材料的比热容为c,质量为m。
那么,在这个加热过程中,材料的内能增加值怎么算。
       1.由于体积增加了,所以材料的分子间势能也增加了,这部分增加的能量怎么计算?
       2.根据比热容计算,c×m×△T,计算出来的是所有增加的内能吗?还是,这只是增加的分子动能? 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • elco998

    用工程热力学的方式解答不知道对不对,把整个材料看成是闭口系统,则有Q=△U+W,△U则就是增加的内能,因此△U=Q-W,Q可以计算出来Q=Cm△T,W为膨胀功W=p△V,这样就可以计算出来增加的内能了

  • 122米阳光

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by elco998 at 2017-01-09 23:41:20
    用工程热力学的方式解答不知道对不对,把整个材料看成是闭口系统,则有Q=△U+W,△U则就是增加的内能,因此△U=Q-W,Q可以计算出来Q=Cm△T,W为膨胀功W=p△V,这样就可以计算出来增加的内能了
    ...

    如果是理想气体,这样很好计算。但是,对于固体材料,是没法计算膨胀功的。

  • 122米阳光

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by elco998 at 2017-01-09 23:41:20
    用工程热力学的方式解答不知道对不对,把整个材料看成是闭口系统,则有Q=△U+W,△U则就是增加的内能,因此△U=Q-W,Q可以计算出来Q=Cm△T,W为膨胀功W=p△V,这样就可以计算出来增加的内能了
    ...

    你说的这种情况对于气体,可以计算(例如,气体的定压比热容计算方法),但是对于固体,没法计算膨胀功。
    对于固体,我是这样理解的:对于固体材料(我研究的是混凝土),体积变化对温度不敏感,并且在比热容测量时,温度变化范围不大,所以当温度升高时,固体材料的体积变化不大,膨胀功可以忽略,吸收的热量可以认为只用来增加内能,没有做膨胀功。所以比热容测量时,满足公式Q=∆U=cm∆T,由此可知,可以直接利用比热容计算。因此,当对固体材料(混凝土)加热,使材料的体积发生较大变化,膨胀功不可忽略时,吸收的热量反而不能用比热容算,内能的变化仍然是直接用比热容算:Q′=∆U′+w′=cm∆T+w′ 。(实际上,我感觉算不出来啊,当然了,这不重要,我只需要计算内能变化!)

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