空氣絕熱膨脹的問題

依照你的敘述，在一個封閉系統內的空氣，外界與系統無質量交換，當外界壓力變小，系統做絕熱膨脹，對外界作功。

則根據熱力學第一定律，ΔU = Q - W，因為系統絕熱，則Q = 0，所以系統內能變化等於對外界的作功，ΔU = - W，因為膨脹，系統對外界作功，則W > 0，所以ΔU < 0，假設氣體為理想氣體，ΔU = nCvΔT，ΔT < 0。

對上述熱力學第一定律計算式做總結，空氣做絕熱膨脹，因與外界沒有熱量交換（絕熱）所以並不會將熱能轉換為任何形式的能量，包括動能，所以在此就不必考慮熱能的轉變了。而膨脹是氣體對外界作功，也就是說，氣體與外界唯一有的能量交換就是功，不是動能，空氣塊對外界作功，就是以功的形式的能量給予外界（非動能形式）直到系統與外界的壓力相等而停止。而系統的內能(U)因為對外界作功而減少，也因此使系統的溫度下降。

不知為何你會提到動能呢？
先瞭解動能的定義：ΔEk = 1/2 mΔV^2
絕熱膨脹的系統在於空氣塊，一個封閉的空氣塊，要如何自己產生速度呢？或許你想的是系統內的空氣分子的運動吧！但今天你討論的是功與熱，是屬熱力學這個巨觀的角度，氣體分子的動能這類的微觀變化都被歸屬在系統的內能變化裡了，剛剛有提到，系統內能下降，內能是微觀角度下，動能與位能的總和，內能下降，分子的動能和位能也勢必發生改變，但這個微觀的動能變化並不是你發問中所提到的，巨觀的動能的轉換，這樣了解嗎？

在熱力學第一定律裡，會有動能轉換的，最常見的有兩種可能：一種就是開放系統，與外界有質量進出的系統；另一種就是流動的封閉系統，因為管路的口徑大小不一產生流速變化。

希望這樣的回答能幫助到你，有疑問可以再提出來。

2011-04-11 00:44:06 補充：
第一個問題
通常我們會把需要探討的部分視為一個系統，系統以外就是外界，是我們不去注意的部分，或許你把一個系統探討完之後，會把原本的外界的其中一部分再視為另一個系統，其餘為新的外界。我說的這個意思是什麼？意思就是外界並沒有一個明確的界定，它可能是個無限大的空間，有固體有液體，也可能是另一個有空氣有水的容器，不同的環境也有不同的結果，有的轉換為熱，有的作功，甚至有的產生化學反應也可能，既然不知道外界是什麼，什麼相態及狀態？又如何能得知其熱功轉換呢？這當然沒有明確答案。

今天先到這裡，先休息，其餘等天亮再說^^

2011-04-11 09:54:41 補充：
第三個問題
分子的動能與其絕對溫度成一次方正比，而系統內能係包含分子動能、位能及其他能量（震動、轉動...等），所以當系統為理想氣體，溫度上升時，內能增加，分子的動能也會上升。
　　
第四個問題
如上題所述＂系統內能係包含分子動能、位能及其他能量（震動、轉動...等）＂熱能屬系統與外界交換的其中一種能量形式，熱能是熱能，內能是內能，兩者是不一樣的。

2011-04-11 16:51:27 補充：
第二個問題
這麼說應該也沒錯。先以微觀的觀點想像一個畫面，一個絕熱容器裡裝著理想氣體，氣體分子不斷往器壁撞擊，而原本的容器裡的壓力與外界相等，等於是個力平衡狀態，當外界壓力變小，原本的力平衡被破壞，容器裡的氣體碰撞的總力大於外界總力，於是容器因此膨脹（氣體對外作功），直到達到新的力平衡為止，從分子碰撞器壁的推導結果，氣體壓力與體積的乘積正比於氣體碰撞的總動能，即PV = 2/3 Et，氣體碰撞的總動能下降使得PV值發生改變（做PV功），而氣體的總動能也是熱力學內能的其中之一，換句話說，內能的下降轉換成PV功，是符合第一定律的。

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樓上說的不錯，以下基礎物理謹提想想
水體經熱而升騰為空汽，此際汽域為膨脹勢力場，壓力勢往外擴，在擴張之際的空汽，受空地磁電解為氫氧時也出現極度膨脹勢的勢力，守恆是這些變化能予還原為水，熱能為汽化、磁場為電解、穿越空磁冷階為雲，冷凝雲經空磁濾出為雨滴。那麼！雨際攜帶了低空水汽後的氣腔變得清新，卻受地面的熱力將水升騰/汽化為多水汽場，太陽經多水汽場鏡射為虹。山型雲吸收太陽的熱力移轉為冷凝，越多的雲蔟磁聚更多的雲種，越多的雲層吸收更多的熱力，越強的熱力移轉更多的冷凝，冷凝場吸引造就更多的磁聚吸（遠雲急速靠近），空磁階受極度多雲而冷冽，（多雲貫穿使空磁崩潰而破階，此際空多磁階受摩合為一大階）穿越空磁階濾出為雨滴。造雨的動力能源來自太陽的熱力移轉，將水製造為水汽的是太陽的熱力，移轉為氫氧的機制是空地磁電場，被動穿越空磁的氫氧是膨脹壓力勢。※（空磁對空氣/氫氧/無拘束力），※（雲決不經由空磁階下遂），※（水汽經空磁階電解，所以上浮/穿越的一定是空氣，換句或說水汽不能穿越空磁階，但階上仍有水汽存在）。由水轉變後最終仍為水是物質守恆，須經由許多的熱力提供移轉的動力，就像冰箱排熱製冰一樣（冷與熱比相等），須以更多的電動勢架構。空氣中有水汽濕度及許多氣屬，去除水汽溼度後的空氣是否不傳導熱力（不吸熱、不儲熱），如果為真、那麼高空即無熱元。謹提參考、演繹與發現來自氣震論/引用請註明。
http://za455.myweb.hinet.net


2011-04-10 20:50:56 補充：
此"空際"多磁階受摩合
換句"話說"水汽不能穿越空磁階
不
下

注意Pigenogy所說;
'討論的是功與熱，是屬熱力學這個巨觀的角度，氣體分子的動能這類的微觀變化都被歸屬在系統的內能變化裡了'
這是熱力學第一定律;
氣體內能(能量)的增加=吸收的熱量+外界對系統作的功
所以此氣體的能量就是內能
在此時, 不談動能