强烈反对已有的答案。
内能,热力学能是温度的函数,不考虑原子核反应,内能只是温度的函数,温度改变内能必然改变。
这是错误的。只有理想气体有这么好的性质,即内能与体积无关。
我们来推导一下内能不变的条件。
根据热力学第一定律,
,然后尝试改写成温度和体积的函数,
这样就有
发现 是定容热容,然后代入麦克斯韦关系
容易发现,要想内能不变,状态方程就要满足
然后我们来实际应用一下。
我们来考虑最简单的范德瓦尔斯气体 ,有
所以
状态方程为 ,不妨设定容热容不变,有
范德瓦尔斯气体如果满足这个方程,温度下降,体积增加,内能就不会改变。
实际的物理系统比这个复杂许多,不过只要是 系统,要想内能不变,就都满足
以上。