第二章 热力学第一定律.doc

《第二章 热力学第一定律.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、黄淑清《热学教程》习题解答第二章热力学第一定律2.80.2kg的氮气等压地从20℃加热别100℃，问要吸收多少热量？氮气的内能增加了多少？它对外界作了多少功?(氮的比热容：、）解：比热容知吸收热量：内能增量：对外界作功：由得：2.9一定量的氮在压强为时的体积为＝，试求它在下述不同条件下体积膨胀到的过程中所发生的内能改变.(1)压强不变；(2)绝热变化。怎样解释这两种不同条件下内能变化的不同？(氦的定容摩尔热容；定压摩尔热容）解：由理想气体物态方程得内能改变（1）压强不变（1）绝热变化2.12分别通过下列过程把标准状态下0.014kg的氮气压缩为原

2、体积的一半：(1)等温过程；(2)绝热过程；(3)等压过程，试分别求出在这些过程中气体内能的增量，传递的热量和外界对气体所作的功。已知氮的。解：（1）等温过程内能增加热力学第一定律Q=A对外作功外界对气体作功传递热量（2）绝热过程传递热量Q=0J外界对气体作功内能增量（3）等压过程内能增量传递能量外界对气体作功2.13在标准状态下0.016kg的氧气，分别经过下列过程从外界吸收了334J的热量(1)总为等温过程，求终态体积(2)若为等体过程，求终态压强(3)若为等压过程求气体内能的增量。氧的。解：0.016kg氧气（1）等温过程吸热终态体积（2）

3、等体过程吸热终态压强（3）等压过程内能增量吸热得2.18如图表示一个除底部外都绝热的气筒，被一位置固定的导热板隔成相等的两部分A和B，其中各盛有1摩尔的理想气体氮，今将334J的热量缓慢地由底部供给气体，设活塞上的压强始终保持为。求A部和B部温度的改变以及各自吸收的热量。(导热板的热容可忽略)若将位置固定的导热板换成可以自由活动的绝热板，重复上述的讨论。解：（1）若隔板的位置固定且是导热的，则B部吸热后按等压过程变化。A部既能吸收热量又向B部放热，按等体过程变化。A部吸收的热量=A部内能增加+向B部释放的热量。A部等体过程B部等压过程隔板是导热的

4、A部从底部吸收的热量为：A部和B部温度改变A部净吸收热量B部净吸收热量（2）若隔板是自由活动的绝热板，则A部吸热后按等压过程变化。A部B部压强始终相等且为大气压。B部不吸收热量且通过活塞和外界相连，B压强始终和外界相等不作功，所以内能不变。A部吸收热量=A部内能增加+对外作功A部净吸收热量B部隔板绝热状态不变化2.19如图，用绝热壁作成一圆柱形的容器，在容器中间放置一无摩擦的、绝热的可动活塞，活塞两侧各有摩尔的理想气体，开始状态均为、、,设气体定体摩尔热容为常数，。将一通电线圈放到活塞左侧气体中，对气体缓慢地加热，左侧气体膨胀同时通过活塞压缩右方

5、气体，最后使右方气体的压强增为，问：(1)对活塞右侧气体作了多少功?(2)右侧气体的终温是多少?(3)左侧气体的终温是多少?(4)左侧气体吸收了多少热量?解：由题知终态压强力平衡。设最终左、右侧气体压强分别为和，温度分别为和，体积分别为和（1）过程中左侧气体对右侧气体作准静态绝热压缩功右侧气体得左侧气体对右侧气体作功（2）右侧气体绝热过程得（3）由（1）知由理想气体状态方程左侧气体最终温度（4）思路1左方气体吸收热量不仅增加自己内能，同时还对右方气体作绝热功，绝热功增加右方气体内能。思路2把左右气体作为研究对象，不对外做功，左侧气体吸热就是左、右

6、气体内能的增量。左侧气体吸收的热量由，得2.24如图所示为一理想气体（其值为已知）的循环过程，其中CA为绝热过程。A点的状态参量和B点的状态参量均为已知。（1）试列表说明各分过程的名称，各过程中系统内能的增量、自外界吸收的热量和对外界做的功A正负。（2）求这个循环的效率。解：（1）设C点状态参量为（T3,V2），则有AB为等温过程BC为等体过程CA为绝热过程（2）过程名称ΔUQAAB等温0++BC等容--0CA绝热+0-