2、等温过程
一定质量的理想气体在温度不变的情况下,由初态A(p1,V1,T)变到末态B(p2,V2,T),其过程如图4、图5所示,由于理想气体的内能只是温度的函数,因此,在等温过程中,内能不变△U=0,根据热力学第一定律,有W+Q=0.可见理想气体在等温过程中能量转化有两种情形:若理想气体等温膨胀(图4),V2>V1,则p2<p1,W<0,因此Q>0.即理想气体在等温膨胀过程中.体积增大,压强减小,理想气体从外界吸收热量,由于内能不变,吸收的热量全部转变为对外所做的功;若理想气体等温压缩(图5),V2<V1,则p2>p1,W>0,因此Q<0,即理想气体在等温压缩过程中,体积减小,压强增大,由于理想气体内能不变,外界对气体做的功全部以热量的形式释放给了外界。
3、等压过程
一定质量的理想气体在压强不变的情况下,由初态A(p,V1,T1)变到末态B(p,V2,T2),其过程如图6、图7所示,根据热力学第一定津,△U=W+Q,可见反映理想气体在等压过程中内能的变化有如下两种情形:若理想气体等压膨胀(图6),V2>V1,则T2>T1,W<0,因此Q>0,△U>0,即理想气体在等压膨胀过程中,从外界吸收热量,温度升高,体积增大,吸收的热量一部分用来增加自身的内能,一部分转化为对外所做的功;若理想气体等压压缩(图7),V2<V1,则T2<T1,W>0,因此Q<0,△U<0,即理想气体在等压压缩过程中,温度降低,体积减小,理想气体向外界放热,放出的热量一部分来自自身内能的减少,一部分于外界对气体所做的功.
4.绝热过程
一定质量的理想气体由初态A(p1,V1,T1)经绝热过程变到末态B(p2,V2,T2),如图8、图9所示.由于在绝热过程中Q=0,根据热力学第一定律,有△U=W,可见在绝热过程中内能的变化完全由外界对系统做的功来决定:若理想气体绝热膨胀(图8),V2>V1,有T2<T1,p2<p1,由于V2>V1,则W<0,因此△U<0,即理想气体在绝热膨胀过程中,体积增大,温度降低,压强减小,理想气体靠减少自身的内能来对外做功;若理想气体绝热压缩(图9),V2<V1,有T2>T1,p2>p1,由于V2<V1,则W>O,因此△U>0,即理想气体在绝热压缩过程中,体积减小,温度升高,压强增大,外界对气体做的功全部转化为气体的内能.