7 5理想气体的内能和CV Cp 一 理想气体的内能 气体的内能是p V T中任意两个参量的函数 其具体形式如何 1 焦耳试验 问题 1 实验装置 温度一样 实验结果 膨胀前后温度计的读数未变 气体绝热自由膨胀过程中 2 分析 说明 1 焦耳实验室是在1845完成的 温度计的精度为0 01 水的热容比气体热容大的多 因而水的温度可能有微小变化 由于温度计精度不够而未能测出 通过改进实验或其它实验方法 焦耳 汤姆孙实验 证实仅理想气体有上述结论 气体的内能仅是其温度的函数 这一结论称为焦耳定律 2 焦耳自由膨胀实验是非准静态过程 二 理想气体的摩尔热容CV Cp和内能的计算 1 定体摩尔热容CV和定压摩尔热容Cp 定体摩尔热容CV 定压摩尔热容Cp 1mol理想气体的状态方程为 压强不变时 将状态方程两边对T求导 有 迈耶公式 比热容比 单原子气体分子 双原子气体分子 2 理想气体内能的计算 根据热力学第一定律 有 解 因为初 末两态是平衡态 所以有 如图 一绝热密封容器 体积为V0 中间用隔板分成相等的两部分 左边盛有一定量的氧气 压强为p0 右边一半为真空 例 求 把中间隔板抽去后 达到新平衡时气体的压强 绝热过程 自由膨胀过程
