规范作业解答.ppt

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1,10级大学物理规范作业解答（下册）19,2,1.一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为V,该气体在下面的循环过程中经过三个平衡过程：

（1）绝热膨胀到体积2V,

（2）等体变化使温度恢复为T,（3）等温压缩到原来的体积V,则这整个循环过程中【】（A）气体向外界放热（B）气体对外界做正功（C）气体内能增加（D）气体内能减少。

一、选择题：

解：

该气体的循环过程如右图，易见是一个逆循环，故系统向外界放热。

A,3,2.两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在T1与T3的两个热源之间，另一个工作在T2与T3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等。

由此可知：

【】,解：

这两个循环曲线所包围的面积相等,故作功相等，而由,知A等于两个热机吸收与放出的热量的差值。

（A）两个热机的效率一定相等;（B）两个热机从高温热源吸收的热量一定相等;,（C）两个热机向低温热源放出的热量一定相等;,（D）两个热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等。

D,4,1.一卡诺热机，用290g空气为工作物质，工作在27的高温热源与73的低温热源之间，此热机的效率=_。

若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍，则此热机每一循环所做的功为_。

（空气的摩尔质量29103kg/mol）,解：

由T1=200k,T2=300k：

热机的效率,在等温膨胀的过程中热机吸热Q1为：

二、填空：

再由,得：

A=Q1=2.491040.33=8309J,8309J,5,2.1mol理想气体的循环过程如图TV所示,其中CA为绝热过程，A点的状态参量（T1，V1）和B点的状态参量（T2，V2）已知，则C点的状态参量Vc=_,Tc=_,Pc=_。

解：

AB是等温过程，故T1=TB=T2。

因CA为绝热过程，由绝热方程：

得：

V2,又因BC为等体过程，得：

Vc=V2,6,再由绝热方程：

得到：

7,3.将1mol双原子分子理想气体的体积从V压缩到V/2时熵的变化，若经过的过程是：

解：

（1）等压压缩,由于等压过程：

得：

（2）等温过程吸热,

（2）等温压缩S=_，,

（1）等压压缩S=_，,（3）绝热压缩S=_。

8,（3）绝热压缩S=0。

9,三、计算题,1.1mol单原子分子理想气体经历如图所示的可逆循环，联结ac两点的曲线的方程为p=pov2/vo2,a点的温度为To,

（1）试以To，普适气体常数R表示、过程中气体吸收的热量。

（2）此循环的效率。

由图可见b点：

Pb=9Po,vb=vo,再由,得到:

解：

先计算各点的状态：

a点：

Pa=Po,va=vo,Ta=Povo/R=To,C点的状态为Pc=9Po,再由p=pov2/vo2,有:

得：

vc=3vo、Tc=27To,10,过程为等体过程，吸热为：

过程为等压过程，吸热为：

由热力学第二定律过程吸热为：

其中,过程吸热为：

11,循环效率为：

由于、过程吸热,过程放热,12,2.1mol理想气体在T1=400k的高温热源与T2=300k的低温热源间作卡诺循环，在400k的等温线上起始体积为V1=0.001m3终止体积为V2=0.005m3,试求该气体在每一循环中：

（1）从高温热源吸收的热量Q1,

（2）气体做的净功A,（3）气体传给低温热源的热量Q2。

解:

循环的效率为,从高温热源吸收的热量,这一过程气体做的净功由=A/Q1得：

再由效率的定义：

13,可得：