氣體的吸熱、放熱的嚴格定義是什麼？

01-15

氣體降溫時是否能吸熱，升溫時能否放熱？具體的吸放熱大小如何計算？

假定你討論的是理想氣體，且不涉及化學能、電勢能等。

回到熱力學第一定律[1]

delta U= Q+ W

系統內能的增加等於系統吸收的熱量和對系統所作的功的總和。

吸熱/放熱的嚴格定義是系統與外界交換熱量的多少。熱量是由於熱交換而轉移的能量。（能量可以通過做功、熱交換、化學變化等方式轉移）

（如果你再問「能量是什麼」，很好你問對問題了。）

理想氣體的內能是一個僅與其溫度有關的函數[2]。也就是說，升溫和降溫衡量的是理想氣體內能的變化。由熱力學第一定律知，內能變化由兩個量改變：吸收/放出熱量，和對系統所作的功/系統對外做功。這就是@Byron 所說的「兩個趨勢的相互作用」。也就是@李世光舉的例子。

吸放熱的大小可以計算，如根據比熱和溫度變化，但請注意，吸放熱與溫度變化不是直接相關，實際上，比熱是由其他方法測得的吸放熱和溫度變化計算出的。

直接測量系統吸/放熱的方法是：將整個系統浸入水中，水與外界絕熱，測量水的溫度變化，計算。（等於引入了「水」這個溫度變化小因而比熱變化小、體積變化可忽略的系統）

[1]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%83%AD%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%AE%9A%E5%BE%8B

[2]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%85%E8%83%BD

請參看熱力學第一定律。 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%83%AD%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%AE%9A%E5%BE%8B

簡單來說，體積不變的情況下（等容變化），降溫放熱，升溫吸熱；溫度不變的情況下（等溫變化），壓縮體積放熱，體積膨脹吸熱。對於封閉簡單系統，吸熱還是放熱取決於這兩個趨勢的相互作用。

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看到問題說嚴格定義，再加一條。吸熱放熱的定義符號是Q. 吸熱還是放熱本身已經是一個足夠嚴格的定義了。

如@Byron所言，系統與外界的的熱交換為Q（標量），對於該系統（在本提問中為「氣體」），Q為正的的時候吸熱，Q為負的時候放熱。

氣體降溫時是否能吸熱，升溫時能否放熱？

氣體當然可以降溫時吸熱，只要同時對外做功即可，反之亦然。

具體的吸放熱大小如何計算？

這個量不能直接觀察，必須間接計算。對於密閉系統（與外界無物質交換），系統的總能量變化量減去對外做功量即為系統與外界的熱交換。