同济大学物理下册答案

同济大学大学物理下册答案（缺11章）

第九章 热力学基础解答

一、选择题

1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D

二、填空题

1．传热； 做功； 其温度的改变量； 过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570

5．Pa 1058.74

⨯

6．等压； 绝热； 等压； 绝热 7．卡诺； %25 8．320K ； 3.9

三、计算题

1．解：(1)等体过程：01=A

()()5J .1246208031.82

5

11211=-⨯⨯⨯=-=

∆=∴T T C M m E Q V 等温过程：02=∆E

()J 32033ln28027331812ln d 2222..V

V

RT M m V p A Q V V =⨯+⨯⨯====∴⎰

J 3203321.A A A =+=∴ J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=∆E (2)等温过程：03=∆E

()J 71687ln22027331812ln 133..V

V

RT M m A Q =⨯+⨯⨯===∴

等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82

5

11244=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C M m E Q V

J 7168743.A A A =+=∴ J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =∆+∆=∆

2． 解：γ

γ

C C B B V p V p = ， 3

m 49.3=B V

由图可看出，C C A A V p V p = ； 从状态方程 RT M

m

pV = 可知 C A T T = 因此在全过程 C B A →→中， 0=∆E

C B →过程是绝热过程，有0=BC Q

B A →过程是等压过程，有

J 109.14)(2

5

)(5⨯=-=-=

A A

B B A B P AB V p V p T T

C M m

Q 故全过程C B A →→的J 109.145

⨯=+=AB BC Q Q Q 根据热力学第一定律E A Q ∆+=，得

全过程C B A →→的J 109.145

⨯=∆-=E Q A

3．解：设状态c 的体积为2V ，则由于两状态a 、c 的温度相等，故

在a c b a →→→中，1221

1144

V V V p V p =∴=

在循环过程 A Q ,E =∴=∆0

在等体过程b a →中，气体作功为 01=A

在等压过程c b →中，气体作功为 ()()1111112124

3

444V p V V p V V p A =-=-=

在等温过程a c →中，气体作功为 4ln ln 112

1113V p V V

V p A -==

则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为

11321ln443V p A A A A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++= 11ln443V p A Q ⎪⎭

⎫

⎝⎛-==

4．解：在等压过程32→中吸热为

()23T T C M

m

Q p -=

吸 在等压过程14→中放热为

()14T T C M

m

Q p -=

放 所以，2

31

411T T T T Q Q ---

=-

=吸

放η

由于在绝热过程21→和43→中，相关状态参量存在如下关系，即

γ

γγγ111212T p T p --= 1

-2121)()(γγp p T T = γ

γγγ411312T p T p --= 1

-2

134)()(γγp p T T = 由水两式，得

2

31

43421T T T T T T T T --== 从而证得所述循环的效率为

γ

γη12121

11-⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=-

=p p T T

第十章 气体分子动理论解答

一、选择题

1．D 2．C 3．B 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A

二、填空题 1．Pa 10936.9J 10

21.6321

--⨯⨯；

2．（1）等压； （2）等体； （3）等温

3．462； 5

102.1⨯ 4．（2）； （1） 5．1:1 16:1

6．温度； 分子的平均动能； 1mol 气体分子的内能； 质量为m 千克气体分子的内能 7．cm 106s 103.15-1

2

-⨯⨯；

8．1K J 2.20-⋅

三、计算题

1．解：

RT M

m

pV =

由题给条件可知两种气体p 、V 、T 都相等，因此，两种气体的

R M

m

也相等。 即

R M m R M m He

He

H H 2

2=

所以质量比

2

110410233He

H He

H 22=⨯⨯==

--M M m m 内能比为 352325He He H

H He

H 222=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=RT M m RT M m E E

2．解：（1） 3

1632523

5mm 1042.2m 1042.2300

1038.1101---⨯=⨯=⨯⨯⨯==kT p n 1633161042.2mm 1mm 1042.2⨯=⨯⨯=⋅=-V n N

（2）分子的平均平动动能为

J 1021.63001038.12

3

232121232--⨯=⨯⨯⨯==kT m v （3）分子平均速率

1

3s m 59.44610

3230031.860.160

.1--⋅=⨯⨯==M RT v （4）平均每个分子占据的空间为1/n ，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的

边长，即