大学物理课后习题答案——第四章 管靖主编

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1、第四章习题4.1如题图4.1所示，系统由态沿到达态，有的热量传入系统，而系统对外作功．（1）若经过程，系统对外作功，问有多少热量传入系统；（2）当系统由态沿曲线返回态，外界对系统作功，问系统是吸热还是放热？传递热量为多少？（3）若，求在及两个过程中各吸热多少？（线段、平行轴，、平行轴．）题图4.1解根据热力学第一定律，可得（1）（2）由于，由热力学第一定律，可知系统吸热即系统放热．（3）由于在过程中，，由热力学第一定律，可知系统吸热在过程中系统吸热4.2如题图4.2所示，一定量气体由态经直线变化到态．求在此过程中气体对外界作的功．解气体对外界作的功等于

2、图中相应曲线下的面积，即题图4.24.3叙述能量均分定理的内容．总结一下如何利用能量均分定理，求出理想气体的内能和摩尔热容的理论值．你认为能量均分定理的价值和局限性是什么？4.4把氨气（）由加热到，氨气的内能增加了多少？解为非线型多原子分子气体，，所以氨气的内能增量为244.5讨论理想气体经下述过程后、、和的正负：（1）如题图4.5(a)所示过程；（2）如题图4.5(b)所示过程和过程．题图4.5解（1）和两点在同一等温线上，温度相同，．由于，所以．（2）在系统沿绝热线由到的过程中，因此．由于，所以；从而可知，．在过程中，依然，．由于，所以在过程中，还

3、是，．但由于，所以4.6时、压强为的氧气的体积为，它的温度自升到．求：（1）体积不变时需吸收多少热量；（2）当压强不变时需吸收多少热量；（3）这两个过程中内能的变化及对外作功．解（1）（3）等体过程中，．考虑到时，标准大气压下，理想气体体积为．所以吸收热量（2）（3）等压过程，吸收热量244.7氧气，温度为时体积为．试计算以下两种过程中气体对外界所作的功：（1）绝热膨胀至体积为；（2）等温膨胀到体积为，再等容降温到与（1）相同之终态．解:(1)绝热过程，．氧气，根据可求出气体对外界所作的功为（2）等温膨胀过程气体对外界所作的功为等容过程中气体对外界所作

4、功为零，所以气体对外界所作总功为．4.8一个卡诺热机的低温热源温度为，效率为，若要将其效率提高到，高温热源温度需提高多少？解卡诺热机效率；由求出；由求出；所以高温热源温度需提高4.9卡诺致冷机的低温热源温度为，高温热源温度为，问当致冷机消耗的功可从低温热源中吸取多少热量？解根据卡诺致冷机的致冷系数24可知．4.10一个以理想气体为工质的卡诺循环，其热源温度为和时，在一个循环中对外作功．今保持低温热源温度不变，提高高温热源温度，使一个循环中所作净功增加为．若两个循环工作于相同的两条绝热线之间，工质不变，求高温热源温度及效率各增为多少？解根据卡诺循环的效率

5、可知利用即可求出，．保持低温热源温度不变，且两个循环工作于相同的两条绝热线之间，工质不变，所以，由于，所以．因此24