第六章 热力学基础作业新答案

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1、课件一补充题：[补充题]把P=1atm，V=100cm3的氮气压缩到20cm3，求若分别经历的是下列过程所需吸收的热量Q、对外所做的功W及内能增量,（1）等温压缩;（2）先等压压缩再等容升压回到初温。(2)先等压压缩，W2=P(V2-V1)=-8.1J对全过程，有Q2=W2+DE=-8.1JDE=0(T1=T2)对全过程等容升压，W3=0(1)等温过程,DE=06-21一热力学系统由如图6—28所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。(1)如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?(2)当它由状态b沿曲线

2、ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?解：根据热力学第一定律（1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是：由于内能是状态系数，与系统所经过的过程无关∴系统由a沿adb过程到达状态b时系统吸收的热量是：（2）系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，系统的内能变化：即系统放出热量4866-2264g氧气的温度由0℃升至50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？解：（1）W=0（2）6-24一定量氢气在保持压强为4.00×Pa不变的情况下，温度由0．0℃升

3、高到50．0℃时，吸收了6.0×104J的热量。(1)求氢气的量是多少摩尔?(2)求氢气内能变化多少?(3)氢气对外做了多少功?(4)如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量?解：（1）由得（2）（3）（4）图6-24习题6-21图解6-25使一定质量的理想气体的状态按图6-24中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC段是以P轴和V轴为渐近线的双曲线。（1）已知气体在状态A时的温度＝300K，求气体在B，C和D状态时的温度。（2）从A到D气体对外做的功总共是多少？解：（1）AB为等压过程：BC为等温过程：CD为等压过程：（2）图26-27、如图2所示，

4、一定量的理想气体经历ACB过程时吸热200J，则经历ACBDA过程时吸热又为多少？图6-25习题6-25图解6-28如图6—25为一循环过程的T—V图线。该循环的工质是mo1的理想气体。其和均已知且为常量。已知a点的温度为，体积为，b点的体积为，ca为绝热过程。求：(1)c点的温度；(2)循环的效率。解：（1）ca为绝热过程，（2）ab等温过程，工质吸热bc为等容过程，工质放热为循环过程的效率图6-30习题6-29图解6-301mol氮气的循环过程如图6—30所示，ab和cd为绝热过程，bc和da为等体过程。求：（1）a，b，c，d各状态的温度。（2）循环效率。解：(1)由理

5、想理想气体状态方程得a状态温度b状态的温度C状态的温度d状态的温度（2）根据热力学第一定律,为等体过程：为等体过程：(2)循环效率6-31如图6—26表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外做的功和循环效率。解：如图6—26所示，完成一次循环过程气体对外所做的功为矩形abcd的面积：即：或：循环过程中氮气吸收的热量由理想气体状态方程　　　图6-27习题6-31图解6-32图6—27所示为1mol单原子理想气体经历的循环过程，其中ab为等温线，若，已知，求循环的效率。解：设ab等温线的温度为T，b点的压强：；；；为等体过程为等压过程6-33、一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为

6、—10℃，室温为15℃。若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量？6-34一台家用冰箱，放在气温为300K的房间内，做一盘—13℃的冰块需从冷冻室取走的热量。设冰箱为理想卡诺致冷机。（1）做一盘冰块所需要的功是多少？（2）若此冰箱能以的速率取出热量，求所要求的电功率是多少瓦？做冰块需多少时间？解：1）因为卡诺致冷机的制冷系数，做一盘冰块所需要的功是：（2）取走的热量所需用的时间为：6-23l0g氦气吸收103J的热量时压强未发生变化，它原来的温度是300K，最后的温度是多少？解：由得6-243mol氧气在压强为2atm时体积为40L。先将它

7、绝热压缩到一半体积，接着再令它等温膨胀到原体积。(1)求这—过程的最大压强和最高温度；(2)求这一过程中氧气吸收的热量、对外做的功以及内能的变化。解：（1）最大压强和最高温度出现在绝热过程的终态（2）6-26一定量氢气在保持压强为4.00×Pa不变的情况下，温度由0．0℃升高到50．0℃时，吸收了6.0×104J的热量。(1)求氢气的量是多少摩尔?(2)求氢气内能变化多少?(3)氢气对外做了多少功?(4)如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量?解：（1）由得（2）（3）（4）6-2