练习六参考答案.docx

1、练习六参考答案、选择题大学物理练习六解答，内能增加。根据热力学第一定律 Q= AE+A , Q0 。1.理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则系统对外作功 A，从外界吸收的热量 Q和内能的增量 人E的正负情况如下：(A)E 0,Q 0,A 0.(B)E 0,Q 0, A 0.(C)E 0,Q 0, A 0.(D)E 0,Q 0, A 0.解：Ba tbtc,则A0 ,另外TcTa,故温度升高,Ct A为等温压缩过:(A) At B (B) Bt C(C) Ct A (D) At B 和 Bt C解：A A t b为等压膨胀过程，Bt C为等容降温过程3 .有人设计了一台卡诺热机(可逆的)每循

2、环一次可从400 K的高温热源吸热1800 J,向300 K的低温热源放热800 J 同时对外做功1000 J ,这样的设计是(A)可以的，符合热力学第一定律(B)可以的，符合热力学第二定律(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量(D)不行的，这个热机的效率超过理论值 .T2 3002 = 1 - =25%1 400解：D4理想气体和单一热源接触作等温膨胀时 ，吸收的热量全部用来对外作功 。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。解：C理想气体发生了膨胀，是在产生其它影响的情况下，将热量全部变为有用功。5 .理想气体绝热地向真

3、空自由膨胀 ，体积增大为原来的两倍，则始、末两态的温度T1与T2和始、末两态气体分子的平均自由程与2的关系为 (A)T 1 = T2, 1= 2(C)T 1 = 2T 2, 1 = 2、 1 、(B)T1 = T2 , 1= 2 2) _1 j (D)T 1 = 2T2 , 1 = 2 2Q = E A因绝热则Q= 0,向真空自由膨胀不作功，A二 0解：B,T i = T2。,所以二、填空题1 .在P-V图上解：(1)系统的某一平衡态用 一个点来表示。(2)系统的某一平衡过程用 一条曲线 来表示。(3)系统的某平衡循环过程用封闭曲线来表示。2 .如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为

4、 Si和S2,那么：(1 )如果气体的膨胀过程为 a-1-b ,则气体对外作功A= _Si +S2_; ( 2)如果气体进行 a-2-b-1-a的循环过程，则它对外作功 A= _-Si 。3. 2mol单原子分子理想气体，经一等容过程后，温度从200K上升到500K ,若该过程为准静态过程，气体吸收的热量为 ;若为不平衡过程，气体吸收的热量为 。解：等容过程则 A二 0,3 3Q 八 E 八 Cv T = 2 R T = 2 2 8.31 (500- 200) = 7479J若为不平衡过程，过程曲线有间断点无法求功。此题正好功为零3 3Q= E 八 Cv T 二 R T = 2 8.31 (5

5、00- 200) = 7479J2 2 4.将1 mol理想气体等压加热，使其温度升高72 K ,传给它的热量等于1.60 X10 3 J,求：(1)气体所作的功A= ; (2)气体内能的增量 E = ； (3)比热容比 。Q= E A (1)A二(Cp O T二 R60QJQpGT = (2) E=Q A“00(J解：E=Q T (3)二 Cp/Q 二 QP/ E= 16001000= 1.65 . 3 mol的理想气体开始时处在压强 p1 =6 atm 、温度=500 K 的平衡态.经过一个等温过程，压强变为P2 =3 atm .该气体在此等温过程中吸收的热量为 Q = 丄 (普适气体常量

6、R 二 8.31 J mol 1 K1)解:Q = A = RTIn 纟=RTIn 旦=3沢 8.31 500汉 In 2 = 8.64 103J Vi P26 . 一定量理想气体,从同一状态开始把其体积由 V。压缩到Vo 12,分别经历以下三种过程：（1）等压过程；（2）等温过程；（3）绝热过程.其中： 过程外界对气体做功最多 ; 过程气体内能减少最多; 过程气体放热最多 。解:绝热；等压；等压.等温过程放热QT H RT1|n 21小i + 2I n 2Qp卜卜=CpT1 -24,4等压过程放热二、计算题1 . 1mol双原子分子理想气体从状态 A（P1,V1）沿p V图所示直线变化到状态

7、 B（P2,V2）,试求：（1）气体的 内能增量；（2 ）气体对外界所作的功 ；（3 ）气体吸收的热量 ；（4 ）此过程的摩尔热容。（摩尔热容C二QA T ,其中,Q表示1moi物质在过程中升高温度 T时所吸收的热量。）5 5解： E 二 2 RE F = 2（P2V2 RM）11 1A= 2(P + P2W2 - VJ = -(P2V PM) + 孑卩礼 - P2V1)V2PM1P2V1,A 二 2叫- PM)Q = E A 二；(PV2 一 RV1) = 3(PV2 一 RVJC = 1 二Q, 3(PM二RVJ 3(迟T2二RT) 3RT 二 3RT2 . 1 mol双原子分子理想气体作

8、如图的可逆循环过程 ，其中1 2为直线，2 3为绝热线，3 1为等温线.已知T2 =2 T1 , V3=8 V1试求： (1)各过程的功，内能增量和传递的热量；(用T1和已知常量表示)(2) 此循环的效率.(注：循环效率n=w/Q1, w 为整个循环过程中气体对 外所作净功，Q1为循环过程中气体吸收的热量 ).1解 : (1) 1 2 : W1 = 2(PV2 一 RV1)?1 1 牛 RT = RT.21 2 15 5E2= Cv2 Cv(T2)2RT1 2RT1E3V11 二-3RT；ln2 二-2.08RT； V3Q3=WI3 = -2.08RT；热过程温度降回到 T2=300K，求气体

9、在整个过程中对外作的功解：等压过程：M = TtV0 =10A1 二 p0(VV0)-1.0 105 (6 10-4 103) = 200J绝热过程：A2 = = Cv(T1-T2)= 5 R(Ti-T2)程回到状态A.33Qbc 二 E厂 Cv (Tc - Tb)二 2 R(Tc - Tb) = 2 (PNc - PbVb)600JCt A: A3 = PC Za VC ) = _ 100JE3 - CvCTa-TcP3 R(TaTc)2二 3(PAVA PcVc)15CU2QCA = E3 A3 二- 250J a 二 A 厲 a = 200 0 (-100 100jQ 二 Qab Qbc Qca 二 950 ( 600) ( 250) = 100J