大学物理第五章 习题解答

第五章 习题解答

5-1

解：等压过程系统做功W ，根据等压过程做功的公式：

W=p(V 2-V 1)=νR ΔT 可得ΔT=W/νR ，ν=1mol ，ΔT=W/R

W W i T R i T T C Q p 2

72222)(12=+=∆+=-=υ

υp 5-2 J T R i E 65.124131.82

3102=⨯⨯⨯=∆=∆υ

5-3 解：等容过程有W=0，Q=ΔE J T R i E 747930031.82

322=⨯⨯⨯=∆=∆=υ 5-4

解：等压过程系统做功W ，根据等压过程做功的公式：

W=p(V 2-V 1)=νR ΔT=200J

W i T R i T T C Q 2

222)(12+=∆+=-=υ

υp 单原子分子 i =3，J Q 5002002

23=⨯+= 单原子分子 i =5，J Q 7002002

25=⨯+= 5-5. 一系统由如图所示的a 状态沿acb 到达b 状态，有334J 热量传入系统，系统做功J 126。

（1）经adb 过程，系统做功J 42，问有多少热量传入系统?

（2）当系统由b 状态沿曲线ba 返回状态a 时，外界对系统

做功为J 84，试问系统是吸热还是放热？热量传递了多少?

解：由acb 过程可求出b 态和a 态的内能之差

Q=ΔE+W ，ΔE=Q -W=334-126=208 J

adb 过程，系统作功W=42 J ， Q=ΔE+W=208+42=250J 系统吸收热量

ba 过程，外界对系统作功A=-84 J ， Q=ΔE ＋W=-208-84=-292 J 系统放热 5-6

解：ab 过程吸热，bc 过程吸热 cd 过程放热，da 过程放热

取1atm=105Pa 根据等温、等压过程的吸热公式可得

J V p V p i T T C Q a a b b ab 336)(2)(12=-=

-=V υ J V p V p i Q b b c c bc 560)(2

2=-+= J V p V p i Q c c d d cd 504)(2

-=-= J V p V p i Q d d a a da 280)(2

2-=-+= 整个过程总吸热J Q Q Q bc ab 8961=+=，总放热J Q Q Q da cd 7842=+=

p

净功J Q Q W 11221=-=，效率%5.128967841112=-=-=Q Q η 5-7 卡诺热机的效率为%4028011112=-=-=T T T 卡η，可得高温热源温度7.4661=T K 如果%50'

28011112=-=-

=T T T 卡η，可得560'1=T K ，温度提高了3.93'11=-T T K 5-8 %251068.11026.11177

12=⨯⨯-=-=Q Q η