西南大学网络教育2016年秋1030《大学物理基础》答案

【1030】大学物理基础

一、简答题

3、答：平衡态,物质分子能量分配的统计规律.在温度为T 的平衡态,物质（气体、液体或固体）分子的每一个运动自由度都具有相同的平均动能,其中k 是玻耳兹曼常量.用它可确定物质的内能和热容量.

5、答：在热力学过程中，热量和功可以相互转换，消耗一定量的功必定产生相用数量的热量，反之，为了获得一定数量的功，必须消耗一定数量的热量，这就是热力学第一定律。热力学第一定律是能量守恒和转换定律在热力学中的应用，确定了热力学过程中热量和功的数量间的相互关系；但热力学第一定律没有阐明能量在传递和转化过程中的有关传递方向、转换的条件和限度问题

6、答利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理。利用克劳修斯等式与不等式及熵的定义可知，在任一微小变化过程中恒有熵增加原理，其中不等号适于不可逆过程，等号适于可逆过程。对于绝热系统，则上式又可表为dS ≥0。这表示绝热系统的熵绝不减少。可逆绝热过程熵不变，不可逆绝热过程熵增加，这称为熵增加原理。

7、答：光程是一个折合量，可理解为在相同时间内光线在真空中传播的距离。在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。

二、计算题

1、解：27330303T K =+=

He 的摩尔质量：31 4.110/M kg mol -=⨯

H 2的摩尔质量：32 2.010/M kg mol -=⨯

5411331 4.0108.31303 2.52104.010 1.010

m RT P Pa M V ---⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ 5421332 4.0108.31303 5.04102.010 1.010

m RT P Pa M V ---⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ 4127.5610P P P Pa =+=⨯

2、解：该问题需要分别求等体和等压过程中的热量，因此可以利用等体摩尔热容河等压摩尔热容来进行计算，即Q C T ν=∆。 首先，根据理想气体状态方程计算摩尔数，510.0821018.313003

mo M pV M RT ν⨯⨯====⨯ 然后根据氮气的自由度i=5，可以得到 ,522V m i C R R ==，,7122p m i C R R ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭

因此 ()(),21158.3140030069232

V V m Q C T T J ν=-=⨯⨯⨯-= ()(),21178.3140030097032

p p m Q C T T J ν=-=⨯⨯⨯-= 因此p V Q Q >，其原因是两过程内能变化相等（因为温度差都等于T 2-T 1），等压过程需对外做功，所以需要吸收更多的热量。