膨脹過程和壓縮過程做功

『壹』 活塞封閉的氣體,膨脹和壓縮與氣體做功關系

pV/T=nR（定值）,T不變，V減小，所以p增大

『貳』 為什麼壓縮功總大於膨脹功

壓縮氣體時，會增加氣體的內能，而膨脹時氣體內能會降低
所以壓縮功總大於膨脹功

『叄』 如何解釋壓縮機膨脹過程

理論上壓縮機沒有膨脹過程，只是現實中氣缸余隙無法消除，存有少量氣體，在活塞壓縮做功完成返回時膨脹。
常說的膨脹做工是汽車發動機燃油燃燒膨脹做功。

『肆』 膨脹功、流動功、軸功和技術功之間的區別和聯系

膨脹功、流動功、軸功和技術功之間的聯系是：膨脹功和壓縮功是過程功，軸功及動能變化和位能變化統稱技術功。

膨脹功、流動功、軸功和技術功之間的區別是：

1、所佔比例不同：從工程應用來看，技術功中軸功所佔的比例大、占據能量轉換的主流形式，所以技術功即軸功。流動功開口系統存在，閉口系統沒有。

2、做功方式不同：膨脹功是指系統體積變化所完成的膨脹功或壓縮功；流動功是指工質在流動時，總是從後面獲得推動功，而對前面作出推動功，進出系統的推動功之差稱為流動功；技術功是指技術上可資利用的功。

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膨脹功可分為膨脹功和非膨脹功。 前者是由於體系的變化而引起的，後者則包括除體積膨脹功以外的其它各種功，如表面功和電功等。非膨脹功有時又稱為有用功，但這個稱呼不是很妥當，因為它意味著膨脹功是無用的，事實上在許多場合膨脹功是很有用的。

技術功是內部功，當忽略摩擦時，內部功在數值上等於軸功，所以技術功在本質上就是軸功。從技術功的另一個定義式來看，由於膨脹功和流動功屬於有嚴格區別的不同種類的功。

所以從熱轉化為功的根本角度來講，只是表明了技術功來源於膨脹功扣除流動功之後的部分，也就是說技術功既不是膨脹功，也不是流動功，技術功本身屬於何種類的功，。

參考資料來源：網路——技術功

參考資料來源：網路——膨脹功

參考資料來源：網路——流動功

『伍』 大學二年級物理化學氣體膨脹做功問題 困擾我好久了 求老師解答

機械功的定義就是外力對系統做功，W=FScosx，沒有系統對外力做功這一說。當x大於90°時，外力對系統做功為負值，此時我們通常稱系統克服外力做功（這只是換一種說法，並未重新定義功）。

恆外壓過程，氣體的體積（變化）功W=-Pe（V2-V1）是根據機械功的定義嚴格導出的，這里只能把氣體視為系統，無論氣體被壓縮還是氣體膨脹，我們都必須以外力計算功，氣體膨脹時，W為負值，我們稱之為系統克服外力做功（實質上還是外界對系統做功，不過是做負功）。

如果你一定要將外界視為系統，對於你的例子我們根本不知道外界到底是什麼物體（或系統），可能是一個產生恆壓的機械裝置，也可能是大氣。如果我們討論「系統」（用引號表示我們將一般討論中的外界視為系統）受到來自於氣體的「外力」作用，當「系統」是一個不可壓縮系統時，根本不存在體積功的概念，自然W=-∫pidV=0（注意dV是「系統」的體積變化），如果將上式中的dV認為是氣體（外界）的體積變化，這種計算是完全的概念錯誤。「系統」是大氣時，我們不清楚大氣體積究竟如何變化（不可簡單認為大氣體積減少了V2-V1，大氣是一個開放系統沒有明確的體積），因此也無法討論體積功。即便能夠討論，對於氣體本身也沒有意義，我們關心的是容器中氣體，而不是大氣。

對容器中氣體應用熱力學第一定律，只能是外界（大氣）對氣體做功量+氣體從外界（大氣）吸熱量=氣體內能增量。你要以大氣為系統那也只能是外界（氣體）對大氣做功量+大氣從外界（氣體）吸熱量=大氣因與外界（氣體）交換能量導致的內能增量。而不能是氣體對大氣做功量（大氣為系統）+氣體從大氣吸熱量（氣體為系統）=氣體內能增量（氣體為系統）。因此你以氣體為系統時，追究氣體對外界的做功量到底是多少是沒有意義的，有意義的是系統克服外力的做功量（就是外界對系統的做功量的負值）。你以大氣為系統通過大氣的能量變化，來間接討論氣體的能量變化是舍近求遠。

因此我們討論的體積功總是外力對氣體的做功，我們無需關心外力到底是什麼物體提供的，我們關心的是氣體的能量變化，而不是外界的能量變化。需要知道外界的能量變化時，我們可以通過對系統的能量變化和能量守恆來推斷，直接以外界為系統分析功是難以得出結論的。

這個問題透徹搞清楚的確很不容易。下面再舉個典型例子可以說明不可逆過程中體積功的難以捉摸之處。例如一個絕熱、定體積氣缸中部有一無質量、無摩擦絕熱活塞（初始以銷子固定活塞），氣缸左側充有1mol，2atm，273K理想氣體O2，右側充有1mol，1atm，273KO2，拔掉銷子後，問左側氣體對右側做了多少功（即外力對右側氣體做了多少功）？左側氣體克服外壓做了多少功（即外力對左側氣體多了多少功的負值）？這個問題平衡熱力學中無法討論，困難在於兩側氣體發生的過程都是不可逆過程，兩側氣體過程中都是非平衡態，沒有明確的壓強（每一側內部壓強處處不等），也就是說一側對另一側施加的外壓不清楚是多少，無法直接用積分計算。為了能夠討論這個問題，必須將系統分成大量的薄層（每一層宏觀小，微觀大），每一層近似有確定的壓強，分別對這些層應用第一定律去分析功、熱量、內能和動能的變化（注意非平衡態時，每一層的動能會變化，層之間既有能量交換又有物質交換），最後對所有層求和，得出整個系統的能量變化情況，因此問題極為復雜，本人對此也沒有深入研究。但我們可以根據能量守恆斷定：當左側氣體膨脹至最終的平衡態（此時沒有宏觀動能【注】。嚴格的平衡態無法達到，在平衡態之前，兩側氣體在平衡位置附近做往復有阻尼震盪運動，阻尼來自於氣體內部的摩擦力，即粘滯阻力，粘滯阻力將宏觀動能逐步耗散為內能），左側氣體對右側的做功量一定=右側氣體對左側氣體的做功量的負值=左側氣體克服右側氣體壓力的做功量。

【注】有宏觀動能變化時，熱力學第一定律的表達式不再是內能增量=功+熱量，左邊應加上一項動能增量。

恆外壓的不可逆過程，外壓不變，這時才有可能容易地計算系統克服外壓做功。此時你想利用功的定義直接計算氣體到底對外界做了多少功，一方面沒有意義（我們分析氣體能量變化用不著它），另一方面由上例可見直接計算也非常困難。樓主認為的「氣體作用於擋板上的力應該大於Pe啊，Pi是逐漸減小的最後等於Pe，也就是說氣體對擋板的壓力逐漸減小最後等於外界大氣壓力，所以我認為氣體對外做的功應該大於上式所列的公式」並不一定能成立，你不清楚pi到底是多少，到底如何變化，也不清楚空氣體積到底減少多少。由於沒有絕熱條件，我們無法僅根據能量守恆，去比較氣體對大氣做功和氣體克服大氣壓做功的相對大小。

如有不明歡迎進一步探討。

『陸』 一定質量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體

氣體對外做功。
因為氣體對外的作用力是向外的，而運動方向也是向外的，所以對外做功是正功。
反之，如果壓縮的話，作用力是向外的，運動方向是向內的，所以氣體對外做負功，也就是外界對氣體做功。