福州大学大学物理习题解答-第9章热力学基础

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1、福州大学-大学物理习题解答第9章热力学基础习题解答9-11mol单原子分子理想气体，在4atm、27℃时体积V=6L，终态1体积V=12L。若过程是：（1）等温；（2）等压；求两种情况下的功、热量2及内能的变化。解：（1）等温过程：E0V2V2RTQApdVdVRTlnV/VTTVV2111V8.31300ln21728（J）（2）等压过程：EiRT/23p(VV)/23647（J）21Ap(VV)2431（J）21QEA6078（J）P9-21mol单原子分子理想气体从300K加热到350K。（1）体积保持不变

2、；（2）压强保持不变；在这两过程中系统各吸收了多少热量？增加了多少内能？气体对外做了多少功？解：（1）等体过程：A0VQEiRT/238.3150/2623.3（J）V（2）等压过程：Ap(VV)RT8.3150415.5（J）21QEA623.3415.51039（J）P9-3将400J的热量传给标准状态下的2mol氢气。（1）若温度不变，氢气的压强、体积各变为多少？（2）若压强不变，氢气的温度、体积各变为多少？（3）若体积不变，氢气的温度、压强各变为多少？哪一过程中它做功最多？为什么？哪一过程中内能增加最多？为什么？

3、1福州大学-大学物理习题解答RT028.31273解：（1）V44.8(L)05p01.01310等温过程：QRTlnV/VT10Q400VVexp44.8exp48.9(L)10RT28.312734ppV/V44.8/48.90.916（atm）＝9.27×10（Pa）1001（2）等压过程：QC(TT)PP20Q400TT273279.9（K）20C278.31/2PVTV/T279.944.8/27345.9(L)2200（3）等体过程：QC(TT)VV30Q400TT2732

4、82.6（K）30C258.31/2V55pTp/T282.61.01310/2731.04910（Pa）3300等温过程做功最多，因为热量全部转化为功。等体过程内能增加最多，因为全部热量用于增加内能。9-4一系统由如图所示的a状态沿acb到达b状态，有320J热量传入系统，而系统对外做功126J。（1）若adb过程系统对外做功42J，问有多少热量传入系统？（2）当系统由b状态沿曲线ba返回a状态时外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？热量是多少？解：EEEQA336126210(J)ba(1)Q(EE)A21042

5、252(J)adbbaadb(2)Q(EE)A21084294(J)baabba其中（1）吸热（2）放热。2福州大学-大学物理习题解答9-5温度为25℃，压强为1atm的1mol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做的功；（2）假如气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外做的功又是多少？解：（1）等温过程：ARTlnV/V8.31298ln32721（J）T10（2）绝热过程：AC(TT)QV10111TVTVTT(1/3)1100100.4AQCV(T

6、1T0)(5/2)RT0[1(1/3)]2202（J）9-63mol温度为T0=273K的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍，然后等体加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程传4给气体的热量为8×10J。试画出此过程的pV图，并求这种气体的热容比C/C为多大？pV解：等温过程：QRTlnV/V38.31273ln510954（J）T104等体过程：810QQC(5TT)3C4TTVV00V0CVR69046/(12273)8.311.39C69046/(12273)V9-7在一个密闭的大教室内有

7、100位学生，假设每位学生新陈代谢所产生的热量为13.0W，教室长15m，宽8m，高4m，初始时教室里的温度为21℃，压强为1atm，如果新陈代谢热量全部被气体吸收，求45min后，教室温度升高多少。（空气C5R/2）V6解：100人45分钟放热Q1004560133.5110（J）3福州大学-大学物理习题解答pV500等体过程：QCT(5R/2)TTVVT2062T0Q22943.5110T8.5（K）55p0V051.0131015849-8在寒冷的冬天，人体大量的热量消耗在加热吸入肺部的空气上。（1）如