热力学作业答案修订稿
工程热力学 第五版 廉乐明 谭羽非 著 课后习题答案 中国建筑工业出版社 第5章 第6章作业 09年修订 1
5
湖南工业大学土木工程学院
建筑环境与设备工程教研室编制
过程。必要的一步是使系统先进行可逆绝热膨胀，等系统温度达到与环境 温度相等时，再进行可逆定温传热，过程就从 1-A-2，如图所示。而题中 进行的过程，是从点 1-B。
解：逆卡诺循环时，热泵供热系数为：
ε 2,c
=
T1 T1 − T2
=
20 + 273 (273 + 20) − (273 −10)
= 9.77
（1）热泵每小时从室外吸热量Q2
ε 2,c
=
Q1 Q1 − Q2
⇒ Q2
=
Q1 (ε 2,c ε 2,c
− 1)
= 100000 × (9.77 −1) 9.77
上。
4
湖南工业大学土木工程学院
建筑环境与设备工程教研室编制
p 1
T1
2
s
4
v
T2
3
T
1
2
T1
T1
s
v
T2
T2
4
3
v
s
解：首先把每个过程的热量交换计算出来：
1-2 定温吸热 q12 = T1 (s2 − s1 )
2-3 定容放热 q23 = cv (T2 − T1 )
3-4 定温放热 q34 = T2 (s4 − s3 ) 4-1 定熵压缩 q34=0
η tc
=
W Q1
⇒W
= ηtcQ1
=
30% ×10000
=
3000kJ
/h
建筑物得到的热量，即热泵输送的热量Q1’
ε 2,c
=
Q1' W
⇒
Q1'
热力学习题答案
热力学习题答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】第9章热力学基础一. 基本要求1. 理解平衡态、准静态过程的概念。
2. 掌握内能、功和热量的概念。
3. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。
4. 掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。
5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。
6. 解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。
7. 理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。
二. 内容提要1. 内能功热量内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。
对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即当温度变化ΔT时，内能的变化功热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。
在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A也不相同。
系统膨胀作功的一般算式为在p—V图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。
热量热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。
热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。
2. 热力学第一定律系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即热力学第一定律的微分式为3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A、Q、ΔE的计算公式（1）等体过程体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为在等体过程中，系统不对外作功，即0A。
等体过程中系统吸收的热量与系统内V能的增量相等，即(2) 等压过程压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为在等压过程中，系统对外做的功系统吸收的热量 )(12T T C M MQ P mol P -=式中R C C V P +=为等压摩尔热容。
（3）等温过程 温度不变的过程，其特点是温度T =常量；其过程方程为pV =常量在等温过程中，系统内能无变化，即（4）绝热过程 不与外界交换热量的过程，其特点是dQ=0，其过程方程pV γ=常量在绝热过程中，系统对外做的功等于系统内能的减少，即7. 循环过程 系统从某一状态出发，经过一系列状态变化后又回到了初始状态的整个变化过程。
【精品】热力学作业题答案
【关键字】精品第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程 ∴()0.5RT aPV b T V V b =--+=19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.6 1.695r c T T T === 124.6 1.259r c V V V ===＜2∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTP P P V == ∴c r PV Z P RT =迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.462301Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。
∴ P=19.22MPa2-4.将压力为2.03MPa 、温度为477K 条件下的2.83m 3NH 3压缩到0.142 m 3，若压缩后温度448.6K ，则其压力为若干？分别用下述方法计算：（1）Vander Waals 方程；（2）Redlich-Kwang 方程；（3）Peng-Robinson 方程；（4）普遍化关系式。
解：查附录二得NH 3的临界参数：T c =405.6K P c =11.28MPa V c =72.5 cm 3/mol ω=0.250 (1) 求取气体的摩尔体积对于状态Ⅰ：P=2.03 MPa 、T=447K 、V=2.83 m 3477405.6 1.176r c T T T === 2.0311.280.18r c P P P ===—普维法∴01.6 1.60.4220.4220.0830.0830.24261.176r BT =-=-=- 11c r c rBP PV BP P Z RT RT RT T =+==+→V=1.885×10-3m 3/mol∴n=2.83m 3/1.885×10-3m 3/mol=1501mol对于状态Ⅱ：摩尔体积V=0.142 m 3/1501mol=9.458×10-5m 3/mol T=448.6K (2) Vander Waals 方程 (3) Redlich-Kwang 方程 (4) Peng-Robinson 方程 ∵448.6405.6 1.106r c T T === ∴220.3746 1.542260.269920.3746 1.542260.250.269920.250.7433k ωω=+-=+⨯-⨯=∴()()()a T RTPV b V V b b V b =--++- (5) 普遍化关系式 ∵559.458107.2510 1.305r c V V V --==⨯⨯=＜2 适用普压法，迭代进行计算，方法同1-1（3）2-7：答案： 3cm第三章3-3. 试求算1kmol 氮气在压力为10.13MPa 、温度为773K 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。
热力学课后习题04答案
空气
10cm
热量
图 4-19 习题 4-12
解：（1） Q = ∆U +W = mcV ∆T + p∆V
Q
=
∆U
+W
=
mcV ∆T
+
p∆V
=
pV RgT
Rg ∆T κ −1
+
p∆V
Q
=
⎛⎝⎜101325
+
20× 9.80665 40 ×10−4
⎞ ⎟⎠
×
⎛ ⎜⎜⎝
40 ×10−4 ×10 ×10−2
0.4MPa，然后又可逆绝热地膨胀至初始体积。已知该气体的 cp=0.93kJ/(kg•K)，k=1.4。求：
（1）该气体的气体常数和质量；
（2）压缩过程中气体与外界交换的热量；
（3）膨胀过程中气体热力学能的变化。
解：（1）由 cp
=
κ κ −1 Rg
，得 Rg
=
265.7J/ (kg ⋅ K)
根据
= 87572.9J
4-9 2kg 某理想气体按可逆多变过程膨胀到原有容积的 3 倍，温度从 300℃下降至 60℃， 膨胀过程中的膨胀功为 100kJ，自外界吸热 20kJ。求该气体的 cp 和 cv。
解： Q = ∆U +W ， ∆U = 20 −100 = −80kJ
∆U = mcV (T2 − T1 ) ， −80 = 2× cV × (60 − 300) ，得 cV = 0.1667kJ/ (kg ⋅ K)
∆S A
=
⎛ m⎜cp
⎝
ln TA2 TA1
− Rg
ln
pB 2 pB1
热力学课后习题答案
1-2因为容器内压力P=0.2 bar=2*Pa，所以∣△P∣=∣20000-100000∣=8*Pa所以读数为8*Pa1-6设烟气的绝对压力为P1∵P1+ρgh=Po ,又∵h=L*=0.1m,∴P1=Po-800*9.8*0.1=745*133.3-784=98524.5 Pa∴烟气的绝对压力为98524.5 Pa,真空度为Po- P1=784 Pa。
1-13⑴当B容器内的压力大于大气压时+ρgh=1.01*+13.95**9.81*0.2=1.28*Pa又∵=+1.4*=2.68*Pa⑵当容器内的压力小于大气压时-ρgh=1.01*-13.95**9.81*0.2=73.63*Pa=+1.4*=2.136*2-1 解：为了维持车间内温度不变，必须满足能量平衡，即：所以有2-5 解：有能量平衡方程：即有：2-6 解：未拿重物前，由力的平衡方程有：拿开重物后，同样由力的平衡方程有：分别求得P1,P2,根据理想气体状态方程pV=mRgT，应有由V1=0.001,求得P1=297kPa，P2=197kPa，V2=0.0015空气吸收的热量全部用于对外做功，即有2-9 解：视汽轮机为稳态稳流装置，则能量方程为：(1)单位质量蒸汽流经汽轮机对外输出的功为：(2)不计进出口动能的变化，汽轮机输出功将减小输出功相对变化值(3)不计进出口位能差，输出功将增大输出功相对变化值(4)不计散热损失，输出功将增大(5)2-10解：取图中所示设备为控制容积，这是稳定流动过程。
于是，有,而由题意，有所以，即,所以，2-12.3-5⑴∵PV=nRT,∴当P=2*Pa,T=35+273=308(k),R=8.3145n==173(mol),∴V==2.215,∴B的容积为2.215(2)又∵Pa,=25+273=298(k),又∵PV=nRT,∴==201.8(mol)∵PV=nRT,∵V=1+2.215=3.215（），n=201.8+173=374.8(mol),T=20+273=293(k) P= 374.8*8.314*293/3.215=0.284MPa⑶=+=201.8*28.9*+5=10.832(kg)3-6设用掉4kg氮气后，剩余氮气的物质的量为mol又∵PV=nRT，∴当==721.63（mol）,∴=721.63*28*=20.21(kg) ∴=20.21+4=24.21(kg),又∵=721.63+=864.49（mol）∴==3.83*(Pa)3-8⑴由平均比热容表可得=480k，∴=480-273=207（℃）∴=1.012+(1.019-1.012)*0.07=1.0125(kJ/kg),=1000-273=727（℃）∴=1.061+(1.071-1.061)*0.27=1.0637(kJ/kg)∴=*=1.0125*480=486(kJ/kg)，=*=1.0637*1000=1063.7(kJ/kg)=-=577.7又∵μ1=-*=486-*480=347.9(kJ/kg)μ2=-*=1063.7-*1000=776(kJ/kg)∴=μ2-μ1=776-347.9=428.1(kJ/kg)由空气热力性质表可得=482.49(kJ/kg)，μ1=344.70(kJ/kg)，=2.17760(kJ/kg*k)=1046.04(kJ/kg), μ2=758.94(kJ/kg),=2.96770(kJ/kg*k)∴=-=1046.04-482.49=563.55(kJ/kg), =μ2-μ1=414.24(kJ/kg) =-=2.9677-2.1776=0.7901(kJ/kg*k)⑵μ1, μ2,,, , 都不变，因为理想气体的这些参数只受温度的影响，与压强无关。
第八章的热力学作业(答案详解)
一、选择题［ A ］1.（基础训练4）一定量理想气体从体积V 1，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(A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ∆+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =；AB 等压过程：AB AB E A Q ∆+=，且0>∆A B E［ B ］2.（基础训练6）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p 0，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(A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ．【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+∆得 0E ∆=，∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =.［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ∆，熵增量为S ∆，则应有(A) 0......0=∆<∆S E (B) 0......0>∆<∆S E ． (C) 0......0=∆=∆S E ． (D) 0......0>∆=∆S E 【提示】由上题分析知：0=∆E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程，故熵增加。
［ D ］4.（自测提高1）质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加1倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小．(D) 等压过程中最大，等温过程中最小． 【提示】如图。
热力学经典习题答案
化工热力学练习题参考答案1.某纯物质的S,U,V 符合以下方程：S=aUV-b/(UV)，其中a,b 是物质的特性参数。
试导出其PVT 状态方程根据热力学基本方程dU=TdS-pdV移项可得：dS=(1/T)dU+(p/T)dV故：1/T=(∂S/∂U)V =aV+b/(VU 2)=(aV 2U 2+b)/(VU 2)p/T=(∂S/∂V)U =aU+b/(V 2U)=(aV 2U 2+b)/(V 2U)得：p=(p/T)/(1/T)=U/V,即U=pV回代得：p/T=apV+b/(pV 3)整理后得到：(PV)2=bT/(V-aTV 2)，即为该物质的状态方程2.对球形简单流体，得到T inv =5.04T c3.根据Ideal gas:4.纯组分在等温下的Gibbs自由能示意如下，说明Pvap和Pm的含义，并绘制等压下的示意图。
5.用微波加热纯水得到超出沸点的过热水，有爆沸的危险。
若将1atm下的水过热至103℃，试计算其爆沸后的体积膨胀率。
（参阅：/watch?v=LpDs7Xm1uLo）请说明计算依据、假设和数据来源。
（提示：考虑等压过程。
）若以容器中的水为控制体积，爆沸过程无物流出入（封闭体系）。
爆沸前：T0=103℃；爆沸后：T=100℃,液相与气相摩尔数分别为n L,n V由于该过程非常迅速，可视为绝热，因蒸汽膨胀对外做功：W=-p(n v V v+n L V L-n0V0)≈-p*n v(V v-V L)≈-pn v V v（等压）根据第一定律，体系内能的变化与其所作功相等：n V U V+n L U L-n0U0L=W,而U V=U L+ΔU vap，记气相分率为x=n v/n0，得C p L(T-T0)=-x(pV v+ΔU vap),pV v≈RT查水蒸气表：ΔU vap=2087.6kJ/kg,C p L≈4.2J/g/K,算出x=(3*4.2)/(2087.6+373.2*8.3145/18.015)=0.0055756查水蒸气表V v=1673.0cm3/g,V L=1.0435cm3/g体积膨胀率为：1-x+x*V v/V L=9.936.甲烷流经下图系统中所示的各设备实现液化。
热力学课后习题02答案
第2章 热力学第一定律2-1 定量工质，经历了下表所列的4个过程组成的循环，根据热力学第一定律和状态参数的特性填充表中空缺的数据。
过程 Q/ kJ W/ kJ△U/ kJ1-2 0 100 -1002-3-11080 -1903-4 300 90 210 4-1 20 -60802-2 一闭口系统从状态1沿过程123到状态3，对外放出47.5 kJ 的热量，对外作功为30 kJ ，如图2-11所示。
（1） 若沿途径143变化时，系统对外作功为6 kJ ，求过程中系统与外界交换的热量； （2） 若系统由状态3沿351途径到达状态1，外界对系统作功为15 kJ ，求该过程与外界交换的热量；（3） 若U 2=175 kJ ，U 3=87.5 kJ ，求过程2-3传递的热量，及状态1的热力学能U 1。
图2-11 习题2-2解：（1）根据闭口系能量方程，从状态1沿途径123变化到状态3时，12313123Q U W −=∆+，得1347.5kJ 30kJ 77.5kJ U −∆=−−=−从状态1沿途径143变化到状态3时，热力学能变化量13U −∆保持不变，由闭口系能量方程14313143Q U W −=∆+，得14377.5kJ 6kJ 71.5kJ Q =−+=−，即过程中系统向外界放热71.5kJ（2）从状态3变化到状态1时，()31133113U U U U U U −−∆=−=−−=−∆，由闭口系能量方程35131351Q U W −=∆+，得35177.5kJ 15kJ 62.5kJ Q =−=，即过程中系统从外界吸热92.5kJ（3）从状态2变化到状态3体积不变，323232323232Q U W U pdV U −−−=∆+=∆+=∆∫，因此23233287.5kJ 175kJ 87.5kJ Q U U U −=∆=−=−=−由1331187.577.5kJ U U U U −∆=−=−=−，得1165kJ U =2-3 某电站锅炉省煤器每小时把670t 水从230℃加热到330℃，每小时流过省煤器的烟气的量为710t ，烟气流经省煤器后的温度为310℃，已知水的质量定压热容为 4.1868 kJ/(kg ·K)，烟气的质量定压热容为1.034 kJ/(kg ·K)，求烟气流经省煤器前的温度。
热力学习题与答案（原件）讲解
材料热力学习题1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P PST V )()(∂∂-=∂∂。
答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δWdS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdVdH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdTdG 是全微分，因此有：TP P TP ST V ，PT G T P G ，T V P G T P T G P S T G P T P G )()()()()()(2222∂∂-=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂∂-=∂∂∂∂=∂∂∂因此有又而2、论述： 试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。
（假设两固相具有相同的晶体结构）。
由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。
根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。
在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。
3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。
第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即：α→β+ α1α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。
图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。
4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1（即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。
第一章化学热力学习题参考答案
第一章 化学热力学习题参考答案1. 封闭体系中的理想气体由初态{P 1, V 1, T 1 }，分别经以下四个过程：(1) 等温可逆膨胀; (2) 等温恒外压膨胀；(3) 绝热可逆膨胀；(4) 绝热恒外压膨胀；到具有相同体积V 2的终态。
请在PV 图上表示出四个过程所做的功。
并比较其做功的大小。
解：由状态{P 1, V 1, T 1 }到具有相同体积V 2的终态，（1）等温可逆膨胀 （2）等温恒外压膨胀 （3）绝热可逆膨胀 （4）绝热恒外压膨胀过程的PV 图如下所示(1)：AB 线下的面积即为过程(1)所做的功[W(1)]； (2)：DB 线下的面积即为过程(2)所做的功[W(2)]； (3)：AC 线下的面积即为过程(3)所做的功[W(3)]； (4)：EF 线下的面积即为过程(4)所做的功[W(4)]；由图可以看出：W(1)>W(2)；W(1)>W(3)；W(1)>W(4)；W(2)>W(4)；W(3)>W(4)。
2. 证明封闭体系等压热容(C p )与等容热容（C v ）存在如下关系：[()]()P V T V H P C C V P T∂∂-=-+∂∂ 证明如下：因为(,)H H T P = 则有∂∂⎛⎫⎛⎫=+⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭P TH H dH dT dP T P 在恒容条件下：V =+P P T V H H H P T T T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭H U PV =+又U ()则 V V P T VPV H H P T T T P T ∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭U ()=+移项得： P V T V VH H P PV T T P T T ∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=V P VT VH P C C P T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦=V P V T VH P C C P T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫--⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦即3. 令 H = H(T, P) 和 S = S(T, P), 根据热力学关系式推导以下关系式：（1）2211[()]T P P P T P VH C dT T V dP T∂∆=+-+∂⎰⎰ （2）2211[()]T P PP T P C V S dT dP T T∂∆=+-∂⎰⎰解答：（1）式证明：()()因为 p T H H dH dT dp T p∂∂=+∂∂ () （1）T HCpdT dp p∂=+∂ dH TdS Vdp =+又()()T T H ST V p p∂∂=+∂∂则 (2） ()()T P S Vp T∂∂=-∂∂且有麦克斯韦关系式 （3） 将(2)和(3)式代入(1)式得：[()]p P VdH C dT T V dp T∂=+-+∂ 积分得：2211[()]T P P P T P VH C dT T V dP T∂∆=+-+∂⎰⎰ (2)式证明：因为()()(4)P T S SdS dT dP T P∂∂=+∂∂ 将(3)式代入(4)式得：()[()](5)P p S VdS dT dP T T∂∂=+-∂∂据dH TdS VdP =+得：()P H T S ∂=∂，即()()P P H T T T S∂∂=∂∂ 因而有：1()()(6)P P P C S HT T T T∂∂==∂∂将(6)式代入(5)式得：[()](7)P P C VdS dT dP T T∂=+-∂对(7)式积分得：2211[()]T P P P T P C VS dT dP T T∂∆=+-∂⎰⎰4. 证明卡诺循环中证明：卡诺循环P-V 图如下：Q 2卡诺循环经如下过程（理想气体） 1、等温可逆膨胀22U 0T Q W ∆=+=，2222121lnV T V V Q W PdV nRT V =-==⎰ 2、绝热可逆膨胀1,112()Q V U Q W C T T ∆=+=-，,10,Q Q U W =∆=,113222311Q V V nRT V WPdV V γγ-⎡⎤⎛⎫⎢⎥==- ⎪-⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰3、等温可逆压缩Q 211U 0T Q W ∆=+=4411313lnV T V V Q W PdV nRT V =-==⎰ 4、绝热可逆压缩2,221()Q V U Q W C T T ∆=+=- 220,，Q Q U W =∆=,214213411Q V V nRT V WPdV V -⎡⎤⎛⎫⎢⎥=-=- ⎪-⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰γγ 12,1,2,Q Q U U W W ∆=-∆=-可知则12144323,V V V VV V V V ==则有即或：根据绝热可逆过程方程PV γ=常数可得：1423V V V V = 整个循环过程中：2,11,221T Q T Q T T W W W W W W W =+++=+2211,T T W Q W Q ==又2421131232221lnln =ln V VnRT nRT V V Q Q W VQ Q nRT V η++==故有1423V V V V =又1221222=Q Q T T W Q Q T η+-==所以有5. 理想气体从始态（P 1, V 1, T 1）到终态 (P 2, V 2, T 2)，设计三条不同路径，计算熵变，并证明三条路径所得结果一致。
热力学课程习题解答-109页精选文档
目录第一章 (1)第二章 (18)第三章 (258)第一章 温 度1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？ 解：（1）Q 9325F t t =+∴当F t t =时，即可由9325t t =+，解得325404t ⨯=-=- 故在40c -o 时 F t t =（2）又Q 273.15T t =+ ∴当F T t =时 则即9273.15325t t +=+ 解得：241.155301.444t ⨯== ∴273.15301.44574.59T K =+= 故在574.59T K =时，F T t =（3）Q 273.15T t =+ ∴若T t = 则有273.15t t += 显而易见此方程无解，因此不存在T t =的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg 。
（1）用温度计测量300K 的温度时，气体的压强是多少？ （2）当气体的压强为68mmHg 时，待测温度是多少？ 解：对于定容气体温度计可知：()273.15trPT P K P = (1) 115030055273.16273.16tr P T P mmHg ⨯===(2) 2268273.16273.1637250tr P T KK K P === 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K ，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
题1-4图解：根据00lim ()273.16limtr tr P P trP T T P K P →→==已知 冰点273.15T K =你∴0273.15lim0.99996273.16273.16tr P trP T KP K K →==。
1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强500tr P mmHg =；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为734P mmHg =,当从测温泡中抽出一些气体,使tr P 减为200mmHg 时,重新测得293.4P mmHg =,当再抽出一些气体使tr P 减为100mmHg 时,测得146.68P mmHg =.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据273.16trPT K P =333146.68273.16273.16400.67100tr P T KK K P === 从理想气体温标的定义：0273.16limtr P trPT K P →=依以上两次所测数据,作T-P 图看趋势得出0tr P →时,T 约为400.5K 亦即沸点为400.5K. 1-5 铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。
热力学课后习题答案
1-2因为容器内压力P=0.2 bar=2*Pa，所以∣△P∣=∣20000-100000∣=8*Pa所以读数为8*Pa1-6设烟气的绝对压力为P1∵P1+ρgh=Po ,又∵h=L*=0.1m,∴P1=Po-800*9.8*0.1=745*133.3-784=98524.5 Pa∴烟气的绝对压力为98524.5 Pa,真空度为Po- P1=784 Pa。
1-13⑴当B容器内的压力大于大气压时+ρgh=1.01*+13.95**9.81*0.2=1.28*Pa又∵=+1.4*=2.68*Pa⑵当容器内的压力小于大气压时-ρgh=1.01*-13.95**9.81*0.2=73.63*Pa=+1.4*=2.136*2-1 解：为了维持车间内温度不变，必须满足能量平衡，即：所以有2-5 解：有能量平衡方程：即有：2-6 解：未拿重物前，由力的平衡方程有：拿开重物后，同样由力的平衡方程有：分别求得P1,P2,根据理想气体状态方程pV=mRgT，应有由V1=0.001,求得P1=297kPa，P2=197kPa，V2=0.0015空气吸收的热量全部用于对外做功，即有2-9 解：视汽轮机为稳态稳流装置，则能量方程为：(1)单位质量蒸汽流经汽轮机对外输出的功为：(2)不计进出口动能的变化，汽轮机输出功将减小输出功相对变化值(3)不计进出口位能差，输出功将增大输出功相对变化值(4)不计散热损失，输出功将增大(5)2-10解：取图中所示设备为控制容积，这是稳定流动过程。
于是，有,而由题意，有所以，即,所以，2-12.3-5⑴∵PV=nRT,∴当P=2*Pa,T=35+273=308(k),R=8.3145n==173(mol),∴V==2.215,∴B的容积为2.215(2)又∵Pa,=25+273=298(k),又∵PV=nRT,∴==201.8(mol)∵PV=nRT,∵V=1+2.215=3.215（），n=201.8+173=374.8(mol),T=20+273=293(k) P= 374.8*8.314*293/3.215=0.284MPa⑶=+=201.8*28.9*+5=10.832(kg)3-6设用掉4kg氮气后，剩余氮气的物质的量为mol又∵PV=nRT，∴当==721.63（mol）,∴=721.63*28*=20.21(kg) ∴=20.21+4=24.21(kg),又∵=721.63+=864.49（mol）∴==3.83*(Pa)3-8⑴由平均比热容表可得=480k，∴=480-273=207（℃）∴=1.012+(1.019-1.012)*0.07=1.0125(kJ/kg),=1000-273=727（℃）∴=1.061+(1.071-1.061)*0.27=1.0637(kJ/kg)∴=*=1.0125*480=486(kJ/kg)，=*=1.0637*1000=1063.7(kJ/kg)=-=577.7又∵μ1=-*=486-*480=347.9(kJ/kg)μ2=-*=1063.7-*1000=776(kJ/kg)∴=μ2-μ1=776-347.9=428.1(kJ/kg)由空气热力性质表可得=482.49(kJ/kg)，μ1=344.70(kJ/kg)，=2.17760(kJ/kg*k)=1046.04(kJ/kg), μ2=758.94(kJ/kg),=2.96770(kJ/kg*k)∴=-=1046.04-482.49=563.55(kJ/kg), =μ2-μ1=414.24(kJ/kg) =-=2.9677-2.1776=0.7901(kJ/kg*k)⑵μ1, μ2,,, , 都不变，因为理想气体的这些参数只受温度的影响，与压强无关。
热力学习题与解答
习题提示与答案第一章基本概念及定义1-1试确定表压力为0.1 kPa 时U 形管压力计中的液柱高度差。
(1)液体为水，其密度为1 000 kg/m 3；(2)液体为酒精，其密度为789 kg/m 3。
提示：表压力数值等于U 形管压力计显示的液柱高度的底截面处液体单位面积上的力，g h p ρ∆=e 。
答案：(1)mm 10.19=∆水h (2)mm 12.92=∆酒精h 。
1-2测量锅炉烟道中真空度时常用斜管压力计。
如图1-17所示，若α=30°，液柱长度l ＝200 mm ，且压力计中所用液体为煤油，其密度为800 kg/m 3，试求烟道中烟气的真空度为多少mmH 2O(4 ℃)。
提示：参照习题1-1的提示。
真空度正比于液柱的“高度”。
答案：()C 4O mmH 802v =p 。
1-3在某高山实验室中，温度为20 ℃，重力加速度为976 cm/s 2，设某U 形管压力计中汞柱高度差为30 cm ，试求实际压差为多少mmHg(0 ℃)。
提示：描述压差的“汞柱高度”是规定状态温度t =0℃及重力加速度g =980.665cm/s 2下的汞柱高度。
答案：Δp =297.5mmHg(0℃)。
1-4某水塔高30 m ，该高度处大气压力为0.098 6 MPa ，若水的密度为1 000 kg/m 3，求地面上水管中水的压力为多少MPa 。
提示：地面处水管中水的压力为水塔上部大气压力和水塔中水的压力之和。
答案：Mpa 8 0.392=p 。
1-5设地面附近空气的温度均相同，且空气为理想气体，试求空气压力随离地高度变化的关系。
又若地面大气压力为0.1 MPa ，温度为20 ℃，求30 m 高处大气压力为多少MPa 。
提示：h g p p ρ-=0→T R h g p p g d d -=，0p 为地面压力。
答案：MPa 65099.0=p 。
1-6某烟囱高30 m ，其中烟气的平均密度为0.735 kg/m 3。
热力学作业答案
热力学作业答案
1．单原子分子组成的理想气体自平衡态A变化到平衡态B，变化过程不知道，但A、B两点的压强、体积和温度都已确定，则可求出 A．气体膨胀所做的功 B．气体内能变化 C．气体传递的热量 D．气体分子的质量
A．热量越多 B．作功越多 C．内能越大 D．不能确定
1.在等压过程中，理想气体吸收热量一部分用来 ，另一部分用来 ，故在吸收一定热量的情况下， 小于等温过程， 小于等容过程。
二、填空题
做功
2．理想气体的温度越高，则
3.两种mol 数相同理想气体，氧气和二氧化碳，由相同初始状态进行等容吸热过程，如果吸热相同，则这两种气体有
A．温度升高相同 B．温度升高不同 C．压强增加相同 D．压强增加不同
4. 公式ΔE＝vCVΔT（CV定容摩尔热容量，v 气体摩尔数）计算理想气体内能增量时，此式 A．只适用于准静态的等容过程 B．只适用于一切等容过程 C．只适用于一切准确态过程 D．适用于一切始末态为平衡态的过程
等温过程,有
（2）循环过程系统的熵变
等容过程,有
；
；
10．绝热的容器被一隔板分为两半。设两边温度 相同。左边充满理想气体，其压强为P0，右边是真空。当把隔板抽出时，左边的气体对真空作自由膨胀，达到平衡后，气体的温度变化T___0 (填>,=或<)。气体的压强P=_____，熵值_____(填增加或减少)。
热功转化过程
热传递过程
8. 卡诺机从373K高温热源吸热，向273K低温热源放热。若从高温热源吸收1000J热量，则该机所作的功A＝ ，放出热量Q2＝ 。
9. 对单原子分子理想气体，下面各式代表什么物理意义？ (R为摩尔气体常量，T为气体温度)
热力学作业答案2.ppt
S1 0
对于等容升温过程，其熵变
S2
dQ T
dE T
CV
T1 dT T T2
CV
ln T1 T2
又因为 T1V1 1 T2V2 1
综上可得 Ｔ３＝１ ２Ｔ２＝９ ２ｍ ＭＲ Ｑ＋３ ２Ｔ０
3．单原子分子理想气体作如图所示循环，bc为等温过 程，在bc中吸热140J，试求：
(1)在一次循环过程中系统从外界吸收的热量；
(2)在一次循环过程中系统向外界放出的热量；
(3)循环效率 。
解:
Qab
i 2 (PbVb PaVa )
P(105Pa)
压电强热都丝是对气p体0 加体热积，都传是给V气0 温体度的都热是量T为0 Q今，通达过到A平室衡中时的
A室的体积恰为B室的2倍，试求A、B两室中气体的温
度解：
对A气体
4 (P0,V0 ,T0 ) (P1, 3 V0 ,T2 )
P0V0
P1
4 3
V0
P0
4
P1
T0
T2
T0 3 T2
对B气体
(
P0,V0
(3)循环效率
P(105Pa)
M
解: Q2 Qca C p (Ta Tc )
2.0
b
i2 2 (PaVa PcVc )
250J
1.0 a
c
O 1.0 2.0 V(10-3m3)
Q1 Q2 13.8%
Q1
4、将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖设备，其中带 动热泵的动力由热机燃料燃烧对外做的功来提供。热泵从天然蓄水
m M
RTa
20
Pa
第一章化学热力学习题参考答案
第一章 化学热力学习题参考答案1. 封闭体系中的理想气体由初态{P 1, V 1, T 1 }，分别经以下四个过程：(1) 等温可逆膨胀; (2) 等温恒外压膨胀；(3) 绝热可逆膨胀；(4) 绝热恒外压膨胀；到具有相同体积V 2的终态。
请在PV 图上表示出四个过程所做的功。
并比较其做功的大小。
解：由状态{P 1, V 1, T 1 }到具有相同体积V 2的终态，（1）等温可逆膨胀 （2）等温恒外压膨胀 （3）绝热可逆膨胀 （4）绝热恒外压膨胀过程的PV 图如下所示(1)：AB 线下的面积即为过程(1)所做的功[W(1)]； (2)：DB 线下的面积即为过程(2)所做的功[W(2)]； (3)：AC 线下的面积即为过程(3)所做的功[W(3)]； (4)：EF 线下的面积即为过程(4)所做的功[W(4)]；由图可以看出：W(1)>W(2)；W(1)>W(3)；W(1)>W(4)；W(2)>W(4)；W(3)>W(4)。
2. 证明封闭体系等压热容(C p )与等容热容（C v ）存在如下关系：[()]()P V T V H P C C V P T∂∂-=-+∂∂ 证明如下：因为(,)H H T P = 则有∂∂⎛⎫⎛⎫=+⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭P TH H dH dT dP T P 在恒容条件下：V =+P P T V H H H P T T T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭H U PV =+又U ()则 V V P T VPV H H P T T T P T ∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭U ()=+移项得： P V T V VH H P PV T T P T T ∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=V P VT VH P C C P T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦=V P V T VH P C C P T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫--⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦即3. 令 H = H(T, P) 和 S = S(T, P), 根据热力学关系式推导以下关系式：（1）2211[()]T P P P T P VH C dT T V dP T∂∆=+-+∂⎰⎰ （2）2211[()]T P PP T P C V S dT dP T T∂∆=+-∂⎰⎰解答：（1）式证明：()()因为 p T H H dH dT dp T p∂∂=+∂∂ () （1）T HCpdT dp p∂=+∂ dH TdS Vdp =+又()()T T H ST V p p∂∂=+∂∂则 (2） ()()T P S Vp T∂∂=-∂∂且有麦克斯韦关系式 （3） 将(2)和(3)式代入(1)式得：[()]p P VdH C dT T V dp T∂=+-+∂ 积分得：2211[()]T P P P T P VH C dT T V dP T∂∆=+-+∂⎰⎰ (2)式证明：因为()()(4)P T S SdS dT dP T P∂∂=+∂∂ 将(3)式代入(4)式得：()[()](5)P p S VdS dT dP T T∂∂=+-∂∂据dH TdS VdP =+得：()P H T S ∂=∂，即()()P P H T T T S∂∂=∂∂ 因而有：1()()(6)P P P C S HT T T T∂∂==∂∂将(6)式代入(5)式得：[()](7)P P C VdS dT dP T T∂=+-∂对(7)式积分得：2211[()]T P P P T P C VS dT dP T T∂∆=+-∂⎰⎰4. 证明卡诺循环中证明：卡诺循环P-V 图如下：Q 2卡诺循环经如下过程（理想气体） 1、等温可逆膨胀22U 0T Q W ∆=+=，2222121lnV T V V Q W PdV nRT V =-==⎰ 2、绝热可逆膨胀1,112()Q V U Q W C T T ∆=+=-，,10,Q Q U W =∆=,113222311Q V V nRT V WPdV V γγ-⎡⎤⎛⎫⎢⎥==- ⎪-⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰3、等温可逆压缩Q 211U 0T Q W ∆=+=4411313lnV T V V Q W PdV nRT V =-==⎰ 4、绝热可逆压缩2,221()Q V U Q W C T T ∆=+=- 220,，Q Q U W =∆=,214213411Q V V nRT V WPdV V -⎡⎤⎛⎫⎢⎥=-=- ⎪-⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰γγ 12,1,2,Q Q U U W W ∆=-∆=-可知则12144323,V V V VV V V V ==则有即或：根据绝热可逆过程方程PV γ=常数可得：1423V V V V = 整个循环过程中：2,11,221T Q T Q T T W W W W W W W =+++=+2211,T T W Q W Q ==又2421131232221lnln =ln V VnRT nRT V V Q Q W VQ Q nRT V η++==故有1423V V V V =又1221222=Q Q T T W Q Q T η+-==所以有5. 理想气体从始态（P 1, V 1, T 1）到终态 (P 2, V 2, T 2)，设计三条不同路径，计算熵变，并证明三条路径所得结果一致。
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热力学作业答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]第八章 热力学基础一、选择题［ A ］1.（基础训练4）一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2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(A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ∆+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =；AB 等压过程：AB AB E A Q ∆+=，且0>∆AB E［ B ］2.（基础训练6）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p 0，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(A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ． 【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+∆得0E ∆=，∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =.［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ∆，熵增量为S ∆，则应有 (A) 0......0=∆<∆S E (B) 0......0>∆<∆S E ． (C) 0......0=∆=∆S E ． (D) 0......0>∆=∆S E【提示】由上题分析知：0=∆E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程，故熵增加。
［ D ］4.（自测提高1）质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加1倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小．(D) 等压过程中最大，等温过程中最小． 【提示】如图。
等温AC 过程：温度不变，0C A T T -=；等压过程：A B p p =，根据状态方程pV RT ν=，得：B AB AT T V V =，2B A T T ∴=，B A A T T T -=绝热过程：11A A D D T V T V γγ--=，1112A D A A D V T T T V γγ--⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，得：1112D A A A T T T T γ-⎡⎤⎛⎫-=-<⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦，所以，选择（D ）【或者】等压过程：()()p A B A B A A p V V R T T ν=-=-，pB A A T T Rν-=；绝热过程：()2D A i A E R T T ν=-∆=--，2D A AT T i R ν-=；∵2iR R νν<，由图可知p A A >， 所以 B A D A T T T T ->-［ A ］5.（自测提高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．(A) abc 过程吸热，def 过程放热． (B) abc 过程放热，def 过程吸热． (C) abc 过程和def 过程都吸热．(D) abc 过程和def 过程都放热．【提示】（a ） , 0a c c a T T E E =∴-=，()0abc abc c a abc Q A E E A =+-=>，吸热。
（b ）df 是绝热过程，0df Q =，∴f d df E EA -=-，()def def f d def df Q A E E A A =+-=-，“功”即为曲线下的面积，由图中可见，def df A A <，故0def Q <，放热。
［ B ］6.（自测提高6）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：(A) S 1 > S 2． (B) S 1 = S 2．(C) S 1 < S 2． (D) 无法确定．【提示】两条绝热线下的面积大小即为“功的大小”。
绝热过程的功的大小为12()2iA E R T T ν=-∆=-，仅与高温和低V温热源的温差有关，而两个绝热过程对应的温差相同，所以作功A 的数值相同，即过程曲线下的面积相同。
二、填空题1.（基础训练13）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 500 J ；若为双原子分子气体，则需吸热 700 J.【提示】据题意200()molMA pdV p V R T J M ==⋅∆=⋅∆=⎰ 22mol i M i E R T A M ⎛⎫∆=⋅∆=⎪⎝⎭，22i Q A E A +=+∆= 对于单原子分子：3i =，所以5500()2Q A J ==； 对于双原子分子：5i =，所以7700()2Q A J ==2.（基础训练14）给定的理想气体(比热容比为已知)，从标准状态(p 0、V 0、T 0)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T ＝01 3T γ-，压强p ＝03p γ【提示】求温度的变化，可用绝热过程方程：1100T V TV γγ--=，100013V T T T V γγ--⎛⎫==⎪⎝⎭求压强的变化，可用绝热过程方程：00p V pV γγ=，得：0003V p p p V γγ⎛⎫== ⎪⎝⎭3.（自测提高11）有ν摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba ，其中acb 为半圆弧，ba 为等压线，p c =2p a ．令气体进行ab 的等压过程时吸热Q ab ，则在此循环过程中气体净吸热量Q ＜ Q ab ． (填入：＞，＜或＝)【提示】a-b 过程：2ab iQ A E S R T ν=+∆=+∆矩形而acba 循环过程的净吸热量Q A S '==半圆，∵p c =2p a ，由图可知：S S >矩形半圆，且0T ∆>，0E ∆>，所以 ab Q Q >4.（自测提高12）如图所示，绝热过程AB 、CD ，等温过程DEA ， 和任意过程BEC ，组成一循环过程．若图中ECD 所包围的面积为70 J ，EAB 所包围的面积为30 J ，DEA 过程中系统放热100 J ，则：(1) 整个循环过程(ABCDEA )系统对外作功为40J ．(2) BEC 过程中系统从外界吸热为 140J .【提示】(1) 整个循环过程(ABCDEA )系统对外作功为()307040J EABE ECDE A A A =+=-+=逆循（正循）（）环环；p Vabp（2）ABCDEA AB BEC CD DEA Q Q Q Q Q =+++00(100)BEC Q =+++-， 同时40()ABCDEA Q A J ==， 140()BEC Q J ∴=5.（自测提高13）如图示，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：% ，η2：50% ，η3： %【提示】由121T T -=η （1T 对应高温热源的温度，2T 对应低温热源的温度），得： 010211133cd ab T T T T η=-=-=，02011122ef cd T T T T η=-=-=，030113ef abT T T T η=-=-=6.（自测提高15）1 mol 的单原子理想气体，从状态I(p 1,V 1)变化至状态II (p 2,V 2)，如图所示，则此过程气体对外作的功为12211() 2p p V V +-（），吸收的热量为1221221113 ()() 22p p V V p V p V +-+-（） 【提示】①气体对外作的功 = 过程曲线下的梯形面积；②由热力学第一定律，得 21()2iQ A E A R T T ν=+∆=+-，其中3i =，1mol ν=，212211()R T T p V p V ν-=-，三．计算题1.（基础训练18）温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少解：（1）等温膨胀：127325298T K =+=，213V V =，1mol ν=（2）绝热过程：21()2iA E R T T ν=-∆=--，其中5i =，1mol ν=，2T 可由绝热过程方程求得：112211T V TV γγ--=，111211211923V T T T K V γγ--⎛⎫⎛⎫===⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，2、（基础训练19）一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿如图所示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ．(1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ．(2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．解：3i =，pO V 3T 02TT 0fa dbc eV2,V 2)(1) A B →：11()()2002B A B A A p p V V J =+-=C B →：20A =A C →：3()100A A C A p V V J =-=-33()()15022A C A A C C i E R T T p V p V J ν∆=-=-=-(2) 123100A A A A J =++=3.（基础训练22）一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A →B 和C →D 是等压过程，B →C 和D →A 是绝热过程．已知：T C ＝300 K ，T B ＝400 K ．试求：此循环的效率．解： 211QQ η=-)(1A B P T T C Q -=ν, 2()P C D Q C T T ν=-根据绝热过程方程得到：γγγγ----=D D AA T p T p 11， γγγγ----=C C B B T p T p 11 而 B A p p = ， D C p p =所以有 C D B A T T T T //= ，21CBQ T Q T =故 %251112=-=-=BC T T Q Q η （此题不能直接由BCT T -=1η 式得出，因为不是卡诺循环。