气体膨胀对外做正功还是负功

在学习物体做功的内容时，我们经常要判断做功的正负，这就难倒了许多学生，尤其是气体膨胀这一过程，其实也在做功，你知道这个过程是在做正功还是负功吗？

气体膨胀对外做正功还是负功

气体膨胀时（体积变大），对外界做正功，条件是非自由膨胀，自由膨胀不做功。

什么是气体膨胀做功？

气体膨胀时，体积变大。因有压强所以对外有力，体积变大可看做受力的地方向外移动，所以对外做功。

直接由系统容积变化和外界发生作用而传递的功称为容积变化功，或直接称为膨胀功及压缩功。

膨胀功又称容积变化功或压缩功，是机械功的一种，直接由系统体积变化和外界发生作用而传递的功。在热力学中，人为地规定功以环境的得失来考虑，因此必须使用外压计算。

如何判断功的正负？

首先从功的定义来看，力和力的作用点的位移方向相同，或者是他们之间的夹角呈锐角，这样算出的功就是正功。如果它们的夹角是钝角或者它们的方向相反，这样的功就是负功。如果力和力的作用点的位移（或运动）方向相互垂直，它就不做功。

其次还可从功的实质来看，功是个过程量、它存在时伴随着有能量的转化。而具体的这力做正功还是做负功与能量的增加和减小有什么关系，就要将力分为保守力和非保守力等。例如重力如果对物体做了正功，它的重力势能就是减少的，如果重力势能增加了，重力做的就是负功。动力总是做正功，阻力则总是做负功。摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。电场力做正功电势能减少。电场力做负功电势能增大。分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能真增加。

功还可以是某个力的功，或者某个物体做的功，某物体对外做正功，一般都对应着某种形式的能量减少，某物体对外界做负功，也是某种形式的能量增加。综上所述，判断功的正负，应该看具体的情况。

利用气体膨胀对外做功的原理，人们制造了什么？

利用气体膨胀对外做功的原理，人们制造了内燃机、汽轮机等机械设备。内燃机就是利用燃油在气缸中燃烧膨胀，推动活塞向外输出机械功。汽轮机就是利用高温高压的蒸汽，在汽轮机中膨胀吹动叶片旋转向外输出机械功的设备。

气体膨胀向外做功，人们利用这个原理制作出了许多机械设备。