热力学基础习题课

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热力学习题课超经典 共24页PPT资料

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1、求Ta、Tb、Tc。 2、求气体在ab和bc 过程中吸收的热量, 气体内能的变化各如 何? 3、气体在abc过程中 最高温度如何?
P(105Pa)
1.5 b
1a
0.5
c
0 1 2 3 V(10-3m3)
P(105Pa)
1.5 b
1、由 PV M RT 1 a
Mmol
0.5
求出求Ta、Tb、Tc。 0 1
T
Skn (玻氏熵公式)
热力学第二定律的实质:一切与热现象有 关的实际宏观过程都是不可逆的。
无摩擦的准静态过程才是可逆的
熵增加原理:孤立系统内部所发生的过程 总是向着状态几率增大的方向进行
= 可逆过程
孤立系统 dS0 > 不可逆过程
例:0.1mol的单原子理想气体,经历一准 静态过程abc,ab、bc均为直线。
(A) (1)过程中吸热,(2) 过程中放热.
√(B) (1)过程中放热,(2) 过程p中吸热.
(C) 两种过程中都吸热. (D) 两种过程中都放热.
a
(2)
分析: 作一循环a(1)ba, 这是逆循环.
(1)
b
W<0, △E=0, Q<0,
O
V
(1)过程中放热;
同理可得(2) 过程中吸热。
练习13 第四题 容积为10L的盒子以速度 v=200m/s匀速运动,容器中充有质量为50g 温度为18C的氢气,设盒子突然停止,气体 的全部定向运动动能都变为气体分子热运动 动能,容器与外界没有热交换,则达到热平 衡后,氢气的温度将增加——K;氢气的压强将 增加 —— Pa
c
2 3 V(10-3m3)
2、a
b,
M QabMmoC lV(TbTa) E

热力学基础习题课共35页

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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18、敢于向ห้องสมุดไป่ตู้暗宣战的人,心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

第13章 热力学基础习题及答案

第13章 热力学基础习题及答案

第十三章习题热力学第一定律及其应用1、关于可逆过程和不可逆过程的判断:(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程.(2) 准静态过程一定是可逆过程.(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程.以上四种判断,其中正确的是。

2、如图所示,一定量理想气体从体积V1,膨胀到体积V2分别经历的过程是:A→B等压过程,A→C等温过程;A→D绝热过程,其中吸热量最多的过程。

3、一定量的理想气体,分别经历如图(1) 所示的abc过程,(图中虚线ac为等温线),和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线).判断这两种过程是吸热还是放热.abc过程热,def过程热.4、如图所示,一绝热密闭的容器,用隔板分成相等的两部分,左边盛有一定量的理想气体,压强为p0,右边为真空.今将隔板抽去,气体自由膨胀,当气体达到平衡时,气体的压强是。

(=γC p/C V)5、一定量理想气体,从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1,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:__________过程气体对外作功最多;____________过程气体内能增加最多;__________过程气体吸收的热量最多.VV答案1、(1)(4)是正确的。

2、是A-B 吸热最多。

3、abc 过程吸热,def 过程放热。

4、P 0/2。

5、等压, 等压, 等压理想气体的功、内能、热量1、有两个相同的容器,容积固定不变,一个盛有氦气,另一个盛有氢气(看成刚性分子的理想气体),它们的压强和温度都相等,现将5J 的热量传给氢气,使氢气温度升高,如果使氦气也升高同样的温度,则应向氨气传递热量是 。

2、 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500 J .则经历acbda 过程时,吸热为 。

3、一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界作功209J ,气体升温1 K ,此过程中气体内能增量为 _____ ,外界传给气体的热量为___________________. (普适气体常量 R = 8.31 J/mol· K)4、一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为 200 J .若此种气体为单 原子分子气体,则该过程中需吸热_____________ J ;若为双原子分子气体,则 需吸热______________ J.p (×105 Pa)3 m 3)5、 1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2),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 =T Q ∆∆/,其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量.)答案1、3J2、-700J3、124.7 J ,-84.3 J4、500J ;700J5、解:)(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ (2) ))((211221V V p p W -+=, W 为梯形面积,根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1,则)(211122V p V p W -=. (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2-p 1V 1 ).(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立,故过程中ΔQ =3Δ(pV ). 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT , 故 ΔQ =3R ΔT ,摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R .p p p 12循环过程1、 如图表示的两个卡诺循环,第一个沿ABCDA 进行,第二个沿A D C AB ''进行,这两个循环的效率1η和2η的关系及这两个循环所作的净功W 1和W 2的关系是 η1 η2 ,W 1 W 22、 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S 1和S 2,则二者的大小关系是:3、一卡诺热机(可逆的),低温热源的温度为27℃,热机效率为40%,其高温热源温度为_______ K .今欲将该热机效率提高到50%,若低温热源保持不变,则高温热源的温度应增加________ K .4、如图,温度为T 0,2 T 0,3 T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环:(1) abcda ,(2) dcefd ,(3) abefa ,其效率分别为η1_________,η2__________,η 3 __________.5、一卡诺热机(可逆的),当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时,其每次循环对外作净功8000 J .今维持低温热源的温度不变,提高高温热源温度,使其每次循环对外作净功 10000 J .若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间,试求: (1) 第二个循环的热机效率; (2) 第二个循环的高温热源的温度.6、 1 mol 单原子分子理想气体的循环过程如T -V 图所示,其中c 点的温度为T c =600 K .试求:(1) ab 、bc 、c a 各个过程系统吸收的热量; (2) 经一循环系统所作的净功; (3) 循环的效率. BAC DC 'D 'p p-3m 3)p O 3T 0 2T 0 T 0fad b c e(注:循环效率η=W /Q 1,W 为循环过程系统对外作的净功,Q 1为循环过程系统从外界吸收的热量ln2=0.693)答案 1、=;<2、S 1 = S 2.3、500 ; 1004、33.3% ; 50%; 66.7%5、解:(1) 1211211T T T Q Q Q Q W -=-==η 2111T T T W Q -= 且 1212T TQ Q =∴ Q 2 = T 2 Q 1 /T 1即 212122112T T T W T T T T T Q -=⋅-==24000 J 由于第二循环吸热 221Q W Q W Q +'='+'=' ( ∵ 22Q Q =') =''='1/Q W η29.4% (2) ='-='η121T T 425 K6、解:单原子分子的自由度i =3.从图可知,ab 是等压过程,V a /T a = V b /T b ,T a =T c =600 KT b = (V b /V a )T a =300 K (1) )()12()(c b c b p ab T T R i T T C Q -+=-= =-6.23×103 J (放热) )(2)(b c b c V bc T T R iT T C Q -=-= =3.74×103 J (吸热) Q ca =RT c ln(V a /V c ) =3.46×103 J (吸热) (2) W =( Q bc +Q ca )-|Q ab |=0.97×103 J (3) Q 1=Q bc +Q ca , η=W / Q 1=13.4%热力学第二定律1、根据热力学第二定律判断下列说法的正误: (A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功. ( ) (B) 热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体 ( )(C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.()(D) 一切自发过程都是不可逆的.()2、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的,表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的,开尔文表述指出了___________________________的过程是不可逆的,而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的.3、所谓第二类永动机是指________________________________________,它不可能制成是因为违背了________________________________________.答案1、⨯,⨯,⨯,√2、功变热;热传导3、从单一热源吸热,在循环中不断对外作功的热机;热力学第二定律。

热力学基础习题课-田浩.ppt

热力学基础习题课-田浩.ppt
T2 M CP ln T1
V C T

CP dT

பைடு நூலகம்
M
CV dT
PV C1 绝 Q 0 1 P T C2 热 TV 1 C3
0
M

CV dT

CV dT
0
题 型
1、理想气体各种等值、绝热过程的功、热 量和内能变化的计算。(5道) 2、热机效率及制冷机制冷系数的计算。 (3道) 3、热力学第二定律,及熵变的计算。 (2道)
A
B
VB
(2)B气体对外做功为 A U CV ,m (TB T0 ) 0.55T0
所以A气体对外做功0.55RT0.
(3)对A气体应用热力学第一定律,有
Q U A CV ,m (TA T0 ) A 2.5R(2.78T0 T0 ) 0.55RT 5RT0
热力学基础
一、热力学基本概念:热力学系统、热力学过程、
内能、功、热量、热容
U M
定压摩尔:C p dT p
i 对于理想气体: CV R 2
Q
CV T
A pdV
V1
V2
Q dU 定容摩尔:CV dT dT V V
Q0 A 解:(2)a到b过程,
B
b到c过程,等容降压,放热 Qbc CV ,m (Tc Tb ), CV ,m 2.5R
1 所以 Tb 2 Ta , Tc Ta 273K
V V 1Ta ( ) 1Tb , 1.4 2
所以 Qbc CV ,m (Ta 2 1Ta )
C A B
D
解:(1)由题意可知,A,B两室中气体的变化过程为准静 态过程。且 vA vB v 对于A室气体,经历等容过程,有 QA vCV ,m (TA T0 ) 对于B室气体,经历等压过程,有 QB vC p,m (TB T0 ) 因为 QA QB Q ,所以 C p,m TB T0 7 CV ,m TA T0 5 根据迈耶公式: Cp,m CV ,m R ,所以 CV ,m 5R / 2, Cp,m 7R / 2 (2)B室中气体的做功为 A pV vR(TB T0 ) 所以

大学物理热学习题课

大学物理热学习题课

dN m 32 4 ( ) e Ndv 2kT
v2
对于刚性分子自由度 单原子 双原子 多原子
i tr
(1)最概然速率
2kT 2 RT RT vp 1.41 m
(2)平均速率
i=t=3 i = t+r = 3+2 = 5 i = t+r = 3+3 =6
6、能均分定理
8kT 8 RT RT v 1.60 m
M V RT ln 2 M mol V1
QA
绝热过程
PV 常量
M E CV T M mol
(2)由两条等温线和两条绝热线 组成的循环叫做 卡诺循环。 •卡诺热机的效率
Q0
Q2 T2 卡诺 1 1 Q1 T1
M P1V1 P2V2 A CV T M mol 1
E 0
•热机效率
A Q1 Q2
M E CV T M mol M Q C P T M mol
A Q1 Q2 Q2 1 Q1 Q1 Q1
A=P(V2-V1) 等温过程
A
E 0
Q1 Q2 •致冷系数 e W Q1 Q2
热机效率总是小于1的, 而致冷系数e可以大于1。
定压摩尔热容
比热容比
CP ( dQ )P dT i2 i
8、平均碰撞次数 平均自由程
z
2d v n
2
CV •对于理想气体:

Cp
v z
1.热力学第一定律
1 2 2d n
二、热 力 学 基 础
Q ( E2 E1 ) A dQ dE dA
准静态过程的情况下
4. 摩尔数相同的两种理想气体 一种是氦气,一种是氢气,都从 相同的初态开始经等压膨胀为原 来体积的2倍,则两种气体( A ) (A) 对外做功相同,吸收的热量 不同. (B) 对外做功不同,吸收的热量 相同. (C) 对外做功和吸收的热量都不 同. (D) 对外做功和吸收的热量都相 同. A=P(V2-V1)

热力学第一定律习题课 (1)全

热力学第一定律习题课 (1)全

= 1.3%
(5)
P
qm ws
220 t/h103 kg/t 3600 s/h
1.1361 03
kJ/kg
=
6.94 104
kW
讨论
(1)本题的数据有实际意义,从计算中可以看到,忽略进出 口的动、位能差,对输轴功影响很小,均不超过3%,因此在实 际计算中可以忽略。 (2)蒸汽轮机散热损失相对于其他项很小,因此可以认为一 般叶轮机械是绝热系统。
m2u2 m1u1 m2 m1 h 0
u2
m2
m1 h
m2
m1u1
方法三 取充入气罐的m2-m1空气为闭口系
Q U W
Q 0 ? W ? U ?
U m2 m1 u2 u
W W1 W2 m2 m1 pv W2
2
则 Q23 U23 W23 U3 U2 87.5 kJ175 kJ 87.5 kJ
U1 U3 U123 87.5 kJ (77.5 kJ) 165 kJ
讨论
热力学能是状态参数,其变化只决定于初 终状态,于变化所经历的途径无关。
而热与功则不同,它们都是过程量,其变 化不仅与初终态有关,而且还决定于变化所 经历的途径。
1 2
(cf23
c22 )
ws
因为w3 0,所以
燃烧室 压 气 机
cf 3' 2 q (h3' h2 ) cf22
2 670103 J/kg- (800 - 580) 103 J/kg + (20 m/s)2 = 949 m/s
( 4 ) 燃气轮机的效率
取燃气轮机作为热力系,因为燃气在
( 5 ) 燃气轮机装置的总功率 装置的总功率=燃气轮机产生的功率-压气机消耗的功率

统计热力学基础习题课

统计热力学基础习题课

统计热力学基础习题课一、内容提要1、微观粒子的运动形式和能级公式n e r t εεεεεε++++=v式中,ε:粒子的总能量,t ε:粒子整体的平动能,r ε:转动能,v ε:振动能,e ε:电子运动能,n ε:核运动能。

(1)三维平动子)(82222222cn b n a n m h z y xt ++=ε式中,h :普朗克常数;m :粒子的质量;a ,b ,c :容器的三个边长,n x ,n y ,n z 分别为x ,y ,z 轴方向的平动量子数,取值1,2,3……。

对立方容器)(8222322z y x t n n n mVh ++=ε基态n x = 1,n y = 1,n z = 1,简并度10,=t g ,而其他能级的简并度要具体情况具体分析,如32286mVh t =ε的能级,其简并度g = 3。

(2)刚性转子双原子分子 )1(822+=J J Ih r πε式中,J :转动量子数,取值0,1,2……,I :转动惯量,20R I μ=,μ:分子的折合质量,2121m m m m +=μ,0R :分子的平衡键长,能级r ε的简并度 g r = 2J+1(3)一维谐振子νυεh )21(v +=式中,ν:分子的振动频率,υ:振动量子数,取值0,1,2……,各能级都是非简并的,g v = 1对三维谐振子, νυυυεh z y x )23(v +++=2)2)(1(v ++=s s g , 其中s=υx + υy + υz(4)运动自由度:描述粒子的空间位置所必须的独立坐标的数目。

2、能级分布的微态数和Boltzmann 分布 (1)能级分布的微态数能级分布:N 个粒子分布在各个能级上的粒子数,叫做能级分布数,每一套能级分布数称为一种分布。

微态数:实现一种分布的方式数。

定域子系统能级分布微态数 ∏=i i n i D n g N W i!!离域子系统能级分布微态数 ∏=i i n i D n g W i!系统总的微态数 ∑=ΩDD W(2)最概然分布等概率定理:对N ,U ,V 确定的系统,每个可能的微态出现的概率相等。

热力学基础习题课PPT学习教案

热力学基础习题课PPT学习教案
热量Q= 280 J 。
解:Q E W E 350130 220J Q 40 220 260J Q 60 220 280J
第11页/共20页
5.设在某一过程P中,系统由状态A变为状态B,如果 沿相反方 向进行,可以经过与原来一样的那些中间过程,而重新回到初 态,外界未发生任何变化,则过程P称为可逆过程;如果沿相 反方向进行,不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态, 或回到初态而外界不能完全恢复,则过程P称为不可逆过程。 6. 一卡诺制冷机,低温热源的温度为300K,高温热源的温度 为450K,每一循环过程从低温热源吸热400J,则每一循环过
Wab
P(Vb
Va )
1.25105 5
(20) 103
2.5103
J
Qab CP (Tb Ta ) 2 8.31 (300) 6232.5 J
b c 等体过程
3 Wbc 0 Qbc CV (Tc Tb ) 2 8.31 300 3739.5 J
c a 等温过程
Wca
WQcWa aRbTlWnbVVacc
程外界必须做功为200 J 。
解: Q2 T2 W T1 T2
第12页/共20页
三、计算题
1. 一定质量的单原子分子理想气体,开始时处于状态a,体积 为1升,压强为3atm,先作等压膨胀至b态,体积为2升,再作 等温膨胀至c态,体积为3升,最后等体降压到1atm的压强, 求:(1)气体在全过程中内能的改变;(2)气体在全过程 中所作的功和吸收的热量。
J
Wadb Qadb 4.54103 J E 0
第16页/共20页
4.如图示,为1摩尔理想气体(其 )。ln 2 0.69
C p 5 )的循环过程(

热力学基础例题及习题

热力学基础例题及习题
过程 a b
Q1 0
c
过程 a c b
'
'
Q 2 Q a c Q cb
'
a
0
a
Q a c Q1
'
Q cb 0
V
第八章 热力学基础
Q1 Q 2
热力学习题课选讲例题 图中两卡诺循环 1 2 吗 ?
物理学教程 (第二版)
p
W1 W 2
p
T1
W1 W 2
选择题18过程过程第八章热力学基础物理学教程第二版热力学习题课选讲例题图中两卡诺循环第八章热力学基础物理学教程第二版热力学习题课选讲例题例一定量的理想气体在p图上经历如图所示的循环过程abcda其中abcd为两个绝热过程求
热力学习题课选讲例题 例 一定量的理想气体,由平衡态 A 无论经过什么过程,系统必然: A)对外作正功; B)内能增加; C)从外界吸热; D) 向外界放热。
K
4
1
W 12 4 . 70 10 J
3)对等温过程
p ' 2 p1 ( V1 V2
V1 V2 )

) 1 . 013 10 Pa
6
对绝热过程, 有
第八章 热力学基础
p 2 p1 (
2 . 55 10 Pa
6
热力学习题课选讲例题
物理学教程 (第二版)
例 1mol 双原子分子理想气体经过如图的过程,其 中1— 2 为直线过程 、2— 3 为绝热过程、3— 1 为等温 过程.已知 T1, T2 = 2T1 , V3 = 8V1 .求:1)各过程的功、 热量和内能变化;2)此循环热机效率. p
b
T1 T 2 T1

热力学 习题课-综合解析

热力学 习题课-综合解析

B.
C.
D.
10. 在 298K 时已知气相反应 的 为 , 则发1Mol反应的 ( )
A.
=
B. = 0
C.
>
D. <
11. 欲使一过程的△G=0,应满足的条件是 ( )
A. 可逆绝热过程 B. 恒容绝热且只作膨胀功的过程
C. 恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程 D. 恒温恒容且只作膨胀功的可逆
过程
概念图1
热力学第二定律习题 ---填空题:
7. 1Mol理想气体从同一始态Ⅰ(p1,V1,T1) 分别经过绝热可逆和绝热向真空 自由膨胀至相同的V2 ,其相应的始态为Ⅱ(p2,V2,T2) 及Ⅲ(p3,V3,T3),则在两 个终态间的关系是: △T2 △T3 , p2 p3, △S2 △S3 (填:>,<或=)
C.7.20 J/K·mol
D.15.0 J/K·mol
14.下列说法中,那一种是不正确的( )
A. 隔离物系中的熵永不减少 B. 在绝热过程中物系的熵决不会减少
C. 物系处于平衡态时熵值最大 D. 任何热力学过程不可能出现 <0
基本概念 功与过程 热一律 焓 热容与热 理气过程 节流膨胀 反应热效应 热效应与温度关系 习题课
热力学第二定律习题 ---选择题:
7. 1Mol理想气体经过一个恒温可逆压缩过程,则该过程( ) A.△G>△A B. △G=△A C. △G<△A D.无解
8. 某系统经任一循环过程,系统与环境所交换的热与温度的关系可表示为
()
A.
B.
C.
D. >1
9. 下列各式中对理想气体 何时不为零( )
A.
基本概念 功与过程 热一律 焓 热容与热 理气过程 节流膨胀 反应热效应 热效应与温度关系 习题课

热力学基础第5讲——热力学习题课

热力学基础第5讲——热力学习题课

b
V1 V
1 Q1 CV (T A T 0) ( P A P0)(V A V 0) 0 , 2 1 Q 2 CV (T 1 T A) ( P A P1)(V 1 V A) 0 , 2 Q2 1 52.34 % Q1


题: 习题9.13 、9.18、9.21
8: 1 mol 单原子理想气体从初态压强 P0 32 Pa ,
P1 V0
b
V1 V
P V , 255 31 3 ( Pa ). ( Pa / m ) , 则: 7 56
在直线上一个微小过程中,
dA PdV , dE CV dT , dP dV , P V PdV VdP RdT PV RT dQ PdV CV dT
p a (2) b V
(1) O
4、下图为一理想气体几种状态变化过程的 P-V图, 其中MT为等温线,MQ为绝热线,在AM、BM、CM三种 准静态过程中: (1) 温度降低的是__________过程; AM (2) 气体放热的是__________过程. AM、BM
p M A T B Q O
C
V
预习内容:
6.1 — 6.3
复习内容:
第 9 章
由于 AB、CA 均为绝热线,系统与外界没有热量 交换, 系统在此循环中只在等温过程 BC 与外界存在热 量交换。 系统是从单一热源吸热。
另一方面,曲线 ABCA 所围 面积不为零,即系统在此循环过 程中对外做正功。 因此,该循环的总效果是: 系统从单一热源吸热,使之完全 变为功而不产生其它影响。
Q Ⅱ

P P2 P0 (V0 / V1 ) 2.64atm 1 T1 1081K

热力学习题课

热力学习题课

4.一定量的理想气体经历acb过程时吸热500 J.则经历 acbda过程时,吸热为(指的是总热量) (A) –1200 J. (B) –700 J. (C) –400 J. (D) 700 J. [B]
解法(一) 整个循环: E 0,
Q W
Wacb ?
Wda ? Wbd ?
C p TAB CV TAB WAB
0 CV TAD WAD
TAB
i3
7/28
| TAD |
W AD 2 R i
3.氦气、氮气、水蒸汽(均视为刚性分子理想气体),它们的摩 尔 数相同,初始状态相同,若使它们在体积不变情况下吸收相等 的热量,则 (A) 它们的温度升高相同,压强增加相同.
热力学基础 小结及习题课
1/28
一、热力学第一定律
系 E 统
W
Q E W
注意正负号的规定
Q吸
2/28
二、热力学第一定律的应用
Q E W
热一律
QV E
过程 过程特点 过程方程
等体
内能增量
dV 0
P C T V C T
PV C
E CV T
等压 dP 0
S1 S 2
p a 1 2 O S1 b S2 V
S1 则它对外做功W=_______________
13/28
10.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作 功| W1 | ,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功 | W2 | 则整个过程中气体 放热 | W1 | (1) 从外界吸收的热量Q = ________ | W2 | (2) 内能增加了 E _________
p

热力学基础习题课共35页文档

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热力学基础习题课
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ;权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊,可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 3

热力学基础习题课

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解:两种气体经历等容过程,升高相同温度 Q2 CV2 ,m 5 对于氦气 对于氢气 3 Q C 1 V , m 1 Q2 CV2 ,m 2 RT Q1 CV1 ,m 1 RT, 由于两种气体初始状态 pV RT 具有完全相同的p,V,T
1 2
4. 如图,一定质量的理想气体,其状态在p-T图上沿着 一条直线从平衡态a变到平衡态b,下列说法正确的是:
p
b
80 C
20 C
a
V1
c
d
2V1 V
解:初态:1mol氢气, p=1atm,20C
对abc过程:
p
5 E CV ,m T R(80 20) 150R 2 2V W RT1 ln 1 (273 80)R ln 2 353R ln 2 V1
b
80 C
20 C
a
V1
c
d
Q E W 150R 353R ln2
2V1 V
对adc过程:
E CV ,m T 5 R(80 20) 150R 2
2V1 W RT2 ln (273 20)R ln 2 293R ln 2 V1
Q E W 150 R 293R ln 2
(2)等压过程
(4)绝热过程
2
E
解:理想气体的内能 E i RT 理想气体状体方程 pV RT
i E pV 2
O
V
因此,在E~V中p表示直线的 斜率,即在该过程p保持恒量
6. 处于平衡态A的一定量的理想气体,若经准静态等 体过程变到平衡态B,将从外界吸收热量416J,若经 准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态 C,将从外界吸收热量582J,所以,从平衡态A变到 平衡态C的准静态等压过程中气体对外界所作的功为 166 J 解:题设包括两个的过程T相同E相同 AB,等容过程 AC,等压过程

大学物理热力学基础习题课

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答案:B 9、下列说法中,哪些是正确的
1、可逆过程一定是准静态过程;2、准静态过程一定是可逆的 4、不可逆过程一定是非准静态过程;4、非准静态过程一定是 不可逆的。
A、(1,4);B、(2,3);C、(1,3);D、(1,2,3,4)
答案:A
10、根据热力学第二定律,下列那种说法正确
A.功可一全部转换成热,但热不可以全部转换成功 B.热可以从高温物体传递到低温物体,反之则不行
Q QBC QAB 14.9 105 J 由图得, TA TC 全过程:
E 0
W Q E 14.9 105 J
3. 图所示,有一定量的理想气体,从初状态 a (P1,V1)开始,经过一个等容过程达到压强为 P1/4 的 b 态,再经过一个等压过程达到状态 c , 最后经过等温过程而完成一个循环。求该循环 过程中系统对外做的功 A 和吸收的热量 Q .
a
T2 300 1 1 25% T1 400
c
d
300 400
T(K)
8. 一卡诺热机在每次循环中都要从温度为 400 K 的高温热源吸热 418 J ,向低温热源放 热 334.4 J ,低温热源的温度为 320 K 。如 果将上述卡诺热机的每次循环都逆向地进行, 从原则上说,它就成了一部致冷机,则该逆向 4 卡诺循环的致冷系数为 。
解:设状态 c 的体积为V2 , 由于a , c 两状态的温度相同

p1 p1V1 V2 4 V2 4V1
循环过程 E 0 , Q W
而在 a b 等容过程中功 W1 0 在 b c 等压过程中功
p1 p1 3 W2 V2 V1 4V1 V1 p1V1 4 4 4
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(1)由a等温变化到b;(2)由a等体变化到c,再由c等压变化到b; (3)由a等压变化到d,再由等体变化到b。 p(atm)
解:(1) E 0
2
a
d
Wab
Qab
M
7 RT 2
700
J Q E W
W 200 J
E
M
CV T
M
5 RT 2
500
J
7.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍,
则理想气体在一次卡诺循环中,传给低温热源的热量是从高
温热源吸取的热量的 [ (A) n倍 (B) n-1倍
]C
(C)
1倍
n
(D) n 1 倍
n
解:卡诺循环 1 Q2 1 T2
第7章 热力学基础 习题课
一、选择题 答案:1、B;2、B;3、B;4、D;5、D;6、D;7、C。
二、填空题
答案:1、等温 ;2、 绝热 ;3、 0.758 105 Pa 60.5 J
4、260 J -280J ; 5、沿反方向进行,可以经过和原来一 样的那些状态,而又重新回到初态,外界未发生任何变化 沿过程反方向进行,不能重复原来所有状态或重新回到初 态而外界不能完全恢复 ; 6、200J 。
6. 一卡诺制冷机,低温热源的温度为300K,高温热源的温度 为450K,每一循环过程从低温热源吸热400J,则每一循环过
程外界必须做功为200 J 。
解: Q2 T2 W T1 T2
三、计算题
1. 一定质量的单原子分子理想气体,开始时处于状态a,体积 为1升,压强为3atm,先作等压膨胀至b态,体积为2升,再作 等温膨胀至c态,体积为3升,最后等体降压到1atm的压强, 求:(1)气体在全过程中内能的改变;(2)气体在全过程 中所作的功和吸收的热量。
A:1/3 B:1/4
C:2/5 D:2/7
解:W PV M RT
M
Q CPT
W R 2 Q CP 7
6.双原子的理想气体做等压膨胀,若气体在膨胀过程中,从
外界吸收的热量为700J,则该气体对外做功为 [ D ]
A:350J B:300J C:250J D:200Jcbda
[ B]
(A) -1200J (B) -1000 J (C) -700J (D) 1000J
解:
PV T
C Ta Tb Ea Eb
Q E W
其中:Q 200 J E 0 J WACB Q 200 J
WDA P(VA VD ) 1200 J Q WACB WBD WDA 1000 J
作功40J,传入系统的热量Q= 260 J (2)当系统由状态b
沿曲线ba返回状态a时,外界对系统作功60J,则系统吸收的
热量Q= 280 J 。
解:Q E W E 350 130 220 J
Q 40 220 260 J
Q 60 220 280 J
5.设在某一过程P中,系统由状态A变为状态B,如果 沿相反方 向进行,可以经过与原来一样的那些中间过程,而重新回到初 态,外界未发生任何变化,则过程P称为可逆过程;如果沿相 反方向进行,不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态, 或回到初态而外界不能完全恢复,则过程P称为不可逆过程。
一、选择题
1. 理想气体经历如图所示的abc平衡过程,则该系统对外做功
W,从外界吸收热量Q和内能的增量△E的正负情况 [ B ]
A:△E>0,Q>0,W<0 B:△E>0,Q>0,W>0
C:△E>0,Q<0,W<0 D:△E<0,Q<0,W>0
P
解:Q=△E+W
bc
a
V
2.如图,一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J,则经
a
c
a cb Q2 QacQcb Eac QcbEab Qcb
a’ ②
c b 等温压缩 Qcb< 0 Q2 < Q1 O
T
4.根据热力学第二定律可知:
[ D]
A:功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功。
B:热可以从高温物体传到低温物体 但不能从低温物体传到高温物体
C:不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程
3. 右图,一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a
经②过程acb到达相同的终态b,则两个过程中气体从外界吸收
的热量Q1,Q2的关系为: [ B ]
A:Q1<0, Q1>Q2 B:Q1>0, Q1>Q2
p
C:Q1<0, Q1>Q2 D:Q1>0, Q1<Q2
b ①
解: a b 等体降压 Q1 Eab
解: (1)等压 Va Vb Ta Tb
Tb
Vb Va
Ta
2Ta
Pa Pb 3 atm
等温 等体
PbVb PcVc
Pc Pd Tc Td
Td
Pc
Vb
Pd Pc
Vc Tc
Pa Ta
2 3
Pb
2
atm
E 0
(2)W
Q
Wab
Wbc
P(Vb
Va ) PV
ln Vc Vb
550
J
2.如图示,1mol氧气,由状态a变化到状态b,试求下列三种情 况下,气体内能的改变、所作的功和吸收的热量:
D:一切自发过程都是不可逆的
解:A不正确,热可以全部转化为功,只是会引起其他变化。 例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功,不过体积改变了。
B不正确,热量可以从低温物体传到高温物体,不过外界会有 变化,要有外界做功。
5.对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,
系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于 [ D ]
绝热膨胀到体积增大一倍时,气体压强为0.758105 Pa,此过
程中所作的功为 60.5 J 。
解: P P 0.714 5 7
VV P1V1 P2V2
7 P2
P1V1 5 V2
W P1V1 P2V2
1
4.如图,一理想气体系统由状态a沿acb到达状态b,有350J的 热量传入系统,而系统做功130J,(1)经过adb过程,系统
Q1
T1
Q2 T2 1 Q1 T1 n
二、填空题
1.理想气体 等温 过程中,系统吸收的热量可用P-V上过程曲 线下的面积表示。
2.一定质量的理想气体经压缩后,体积减小为原来的一半,这 个过程可能是绝热、等温或等压过程,如果要使外界做的功最 大,那么,这个过程应该是 绝热 过程。
3.某理想气体在P——V图上其等温线的斜率与绝热线的斜率 之比为0.714,当此理想气体由压强 2105 帕,体积0.5升之状态
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