福州大学大学物理答案最新版规范作业18

1 . 18 10 ( J )
8
2.某双原子理想气体由初始状态 P1 4 10 5 Pa ，v1=1L， 分别经过（a）等温过程；（b）绝热过程；体积都膨 胀到v2=4L，如图所示。分别计算两过程中系统对外作 的功A和内能的增量。 解：（a）等温过程 E 0
A RT ln V2 V1 p 1V 1 ln V2 V1 550 J
4
pa
425 J
E A 425 J
或A
p 1V 1 p 2V 2
1
9
E 2 E1 i 2
R ( T 2 T1 )
i 2
( P2V 2 P1V 1 )
由于内能只是温度的函数是状态量；
而功、热量都是过程量，因此正确答案为B。
2
2. 1mol理想气体从P-V图上初态a分别经历如图所示的 (I)或(II)过程到达末态b。已知Ta<Tb，则这两过程中气 A 体吸收的热量QI和QII的关系是 （ ）。
6
3.一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为 200J，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 700 J。 500
V2
解：等压过程中 A 单原子分子： i=3
Q p C P T
i2 2
PdV
V1
P (V 2 V 1 ) R T
A S1 S 2
b-2-a的过程中：
做功为
A S2
5
2.如图，一定量理想气体的内能E和体积V变化关系为一 直线，直线延长线经过0点，则该过程为 等压 过程。 (填：等容、等压或等温) 。 解：依题意
dE dV C
C为常数
i 2 PV
又 E
i 2
RT
即当压强不变时，内能与体积成正比。
解：（1）
QV
5 2
i 2

RT
i p 1V 1 2
5
T1
( T 2 T1 )
3
1 . 013 10 10 10 300
( 400 100 )
844 J
（2）
Qp (
i 2
1) R T
3
i 2 p 1V 1 2 T1
( T 2 T1 )
RT
5 2
RT
5 2
A 500 J
双原子分子： i=5
Q p C P T
i2 2
RT
7 2
RT
7 2
A 700 J
7
三、计算题 1.一定量的氮气，开始时压强为1atm，体积为10L， 温度为300K。（1）保持体积不变；（2）保持压强不 变。在温度都升到400K的过程中，各需吸收多少热量？
4
二、填空题 1.如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分 别为S1和S2，那么：(A)如果气体的膨胀过程为a-1-b， S1 S 2 则气体对外做功A= ；(B)如果气体经历 b-2-a的过程，则它对外做功A= S 2 。 解：由于功的大小等于P-V图上过 程曲线下的面积， 因此：过程a-1-b气体对外做功
（A）QI>QII>0
（C）QII<QI<0
（B）QII>QI>0
（D）QI<QII<0
解：由于功的大小等于P-V图上过程曲 线下的面积，从图中可以看出：
A I A II 0
因为 T a T b ,
E I E II i 2
R (T b T a ) 0
3
由 Q E A
大学物理规范作业
总（18）
1
一、选择题 1. 1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B， 如果变化过程不知道,但A、B两态的压强、体积和温 度都知道，则可求出 （ B ） （A）气体所作的功 （C）气体传给外界的热量 （B）气体内能的变化 （D）气体的质量
解：根据热力学第一定律：Q E 2 E 1 A
Q I Q II 0
3.对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程 系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均 为负值? （ ） D （A）等容降压过程 （C）绝热膨胀过程 （B）等温膨胀过程 （D）等压压缩过程
分析：等容降压：A=0； 等温膨胀：△E=0； 绝热膨胀：Q=0； 等压压缩过程A<0; △E<0;Q<0 所以答案为：D；
（2）绝热过程
A E i 2

பைடு நூலகம்R ( T 2 T1 )
7/5
i 2
( P2V 2 P1V 1 )
V1 p 2 p1 V 2
A 425 J
5 1 4 10 4

4 7
10
5
5 . 74 10