大学物理第06章习题分析与解答

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1、第六章　热力学—习题解答大学基础物理教程6-1某一热力学系统经历一个过程后，吸收了的热量，并对环境做功,则系统的内能（）。（）减少了（）增加了（）减少了（）增加了解：由热力学第一定律可得故选6-2对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程中系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值（）？（）等容降压过程（）等温膨胀过程（）绝热膨胀过程（）等压压缩过程解：等容过程不做功，故不正确；等温过程内能不变，故不正确；绝热过程与外界不交换热量，故不正确；对于等压压缩过程：体积减小，系统对外界做负功，表现为外界对系统做功；易知压缩过程温度降低，则内能减少；等压过程

2、，温度降低，则必放热。故选6-3系统分别经过等压过程和等体过程，如果两过程中的温度增加值相等，那么（）。（）等压过程吸收的热量小于等体过程吸收的热量（）等压过程吸收的热量等于等体过程吸收的热量（）等压过程吸收的热量大于等体过程吸收的热量（）无法确定解：等压过程吸收的热量；等容过程吸收的热量,由于，故选6-4一台工作于温度分别为和的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一次循环吸热，则对外界做功（）。（）（）（）（）解：卡诺热机循环效率,则，故选6-5系统从外界获得的能量，一部分用来，另一部分用来对外界做功。解：详见热力学第一定律6-6空气压缩机在一次压缩过程

3、中，活塞对气缸内的气体做功为，同时气体的内能增加了。试问：此压缩过程中，气体（填“吸收”或“放出”）的热量等于。解：由热力学第一定律可得负号表示放出热量。6-7一定量的空气，吸收了的热量，并保持在5第六章　热力学—习题解答大学基础物理教程的压强下膨胀，体积从增加到，空气对外做功为，内能改变量为。解：等压过程系统对外做功为由热力学第一定律可得6-8一定质量某理想气体在正循环过程从高温热源吸收了的热量，同时向低温热源放出了的热量，则该正循环的效率为。解：循环效率公式习题6-9图6-9如图，在系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有428J的热量传递给系统，

4、同时系统对外界做功128J。当系统从状态C沿另一曲线CA返回到状态A时，外界对系统做功69J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递的热量是多少？解：对过程应用热力学第一定律，即,则；对过程应用热力学第一定律得即放出热量。6-10一压强为,体积为的氧气自加热到，问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压和等体过程中各作了多少功？解：（1）压强不变，即等压过程：对初状态应用理想气体状态方程,代入到中，得5第六章　热力学—习题解答大学基础物理教程体积不变时，即等体过程：对初状态应用理想气体状态方程,代入到中，得（2）等体过程，系统对

5、外不做功，即；等压过程：内能的变化量,由热力学第一定律可得6-11某一容器中装有单原子分子理想气体，在等压膨胀时，吸收了的热量，求气体内能的变化和对外做的功。解:单原子理想气体自由度，等压过程代入理想气体内能增量公式可得由热力学第一定律得6-12的理想气体在时，从等温压缩到，求气体所做的功和放出的热量？解：等温过程：；6-13质量为的氧气，其温度由升高到，问在等体、等压、绝热三种不同情况下，其内能的变化各是多少？解：内能是状态量，仅与初、末状态有关，与过程无关，所以等体、等压和绝热三种情况下，内能的变化量相同，均为6-14两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个

6、盛有氦气（均视为刚性分子理想气体），开始时它们的压强和温度都相同，现将热量传给氦气，使之升高到一定的温度。若使氢气也升高同样的温度，则向氢气传递的热量是多少？解：由理想气体状态方程可知，初始压强、温度相同，体积也相同，则两种气体的摩尔数相同。升高相同的温度，则温度的变化量相同。容器是刚性，所以变过过程是等容变化。等容过程：5第六章　热力学—习题解答大学基础物理教程。摩尔数相同，升高到相同的温度，则吸收的热量之比为自由度之比，即，，则6-15有人说，因为在循环过程中，系统对外所做的总功在数值上等于图上封闭曲线所包围的面积，所以封闭曲线的面积越大，循环效率越高，对

7、吗？为什么？解：不对。由热机效率的定义式可知，效率不仅与做功多少有关，还与吸收的热量有关，封闭面积大只表明系统的净功多。6-16一卡诺热机，其高温热源的温度是，每一循环从高温热源吸收，并向低温热源放热。求：（1）低温热源的温度；（2）此循环的热机的效率。解：卡诺热机循环效率从上式可知，,6-17一卡诺热机的低温热源温度为，效率为，若要将其效率提高到，问高温热源的温度应提高多少？解：由得原高温热源的温度为时对应的高温热源的温度为高温热源应提高的温度为6-18有一蒸气机，其高温热源和低温热源的温度分别为和。问蒸汽机在理论上所能达到的最高循环效率是多少？若热机的实际

8、循环效率仅为所求得最高循环效率的，而它