浅谈热力学第一定律
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| 作者: 上传：zzmmjj 加入日期：13-02-06 |
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浅谈热力学第一定律
浙江省武义第一中学（321200） 陶汉斌
每年的高中物理竞赛中都要涉及热力学第一定律，这类题只要掌握了相关的热学知识，运用能的转化与守恒定律就能顺利地进行解答。现将高中竞赛中涉及的与热力学第一定律相关的问题作一总结和提高，仅供同行参考。
一、 关于气体的压强
理想气体的压强是大量气体分子不断碰撞器壁的结果，在数值上等于单位时间内大量分子施给单位面积器壁上的平均冲量，其表达式为：
式中 是单位体积内的分子数，即分子数密度， 是分子的平均平动动能，
，K为玻尔兹曼常数 。
二、理想气体的内能
从微观的角度看，由于理想气体分子间除碰撞外不存在分子力，因此，理想气体分子无势能，其内能仅为所有单个分子平均动能的总和。但须注意：理想气体的内能除跟分子数和温度有关之外，还与气体的种类有关。写成通式为：
式中n为分子的总数，N为摩尔数。
K为玻尔兹曼常数 ，R为普适气体恒量R=8.31J/k。 对不同种类的气体有不同的数值，对于单原子分子（如氦、氖和氩） =3，对于双原子分子（如氧气、氢气、一氧化碳）=5，对于多原子分子（如水蒸气） =6。
在气体等容与等压变化的过程中，涉及定容摩尔热容量 和定压摩尔热容量 .因此有 ，此时理想气体的内能公式可写成：
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