第八章作业本答案

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1、第八章热力学基础8・1如图所示，bca为理想气体绝热过程，bla和b2a是任意过程，则上述两过程屮气体做功与吸收热量的情况是：()(A)bla过程放热，作负功；b2a过程放热,(B)bla过程吸热，作负功；b2a过程放热,作负2b作负0(C)bla过程吸热，作正功；b2a过程吸热,作负功(D)bla过程放热，作正功；b2a过程吸热,作正功8-2如图，一定量的理想气体由平衡态A变到平衡态B,且它们的压强相等,则在状态A和状态间，气体无论经过的是什么过程，气体必然((A)对外作正功(B)内能增加(C)从外界吸热

2、(D)向外界放热8-3两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氨气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的压强温度都相同，现将3J热量传给氨气，使之升高到一定温度，若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量为()(A)6J(B)3J(C)5J(D)10J8-4有人想象了如题图四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的为()(A)(B)8-5一台工作于温度分别为327°C和27°C的高温热源和低温源之间的卡诺热机,每经历一个循环吸热2000J,则对外作功()(A)2000J(B)1000J(C)4000J(

3、D)500J8-6根据热力学第二定律()(A)口然界中的一切自发过程都是不可逆的(B)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程(C)热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到髙温物体(D)任何过程总是沿着爛增加的方向进行8-7一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J,但这一过程中气体的内能减少了300J,问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？解：由于外界对气体做功，所以：W=_300J由丁"气体的内能减少,所以：AE=-300J根据热力学第一定律,得：Q=AE+W=-

4、300-300=-600J0是负值，表示气体放热；因此气体放illT600J的热量。8-8一定量的氢气(视为刚性气体)在保持压强为4.0xl05Pa不变的情况下，温度由0°C升高到50°C,这个过程吸收了6.0x107的热量。求：(1)氢气的物质的量；(2)氢气的内能增量；(3)氢气对外做功；(4)如果氢气的体积保持不变而温度发生了同样的变化，则氢气吸收了多少热量？(2)^AE=—Cvm△卩得：E=—CvmAT=41.3x8.31x50x2.5J=4.29xlO4JMMm(3)由热力学第一定律得:W=e-

5、AE=1.71xlO4J(4)由等体过程特点知：0=A£=4.29x104J8-9一定质量的刚性双原子分子理想气体，其体积和压强按PV2=a的规律变化，其中Q为常数，当气体岭由膨胀到岭。求：（1）在膨胀过程中气体所做的功;（2）内能的变化；（3）理想气体吸收或放出的热量。解(1)(2)込尹（m5咋（Lm2.5（豚W）因为所以：A£=2-5<-^（3）由热力学第一定律得：<2=AE+A=1.5tz（—-—）岭V.8-10有可能利用表层海水和深层海水的温羞来制成热机。已知热带海水区域的表层水温是25°C,300

6、m深处水温约为5°C。求：在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率是多少？解：有卡诺定理知：77=1-三=1-刃3+5=6.7%7273+258-11一冰箱工作时，其冷冻室中的温度为-10°C,室温为15°Co若按照理想卡诺制冷循环理论，则此制冷机每消耗107的功，可以从冷冻室中吸收多少热量？解：由公式e=-^-得：e=-^=竺M=—=10.5—1一1(273+15)-(273—10)25又由公式e噜得:02—皿叭8-12理想卡诺热机在温度为27°C和127°C的两个热源之间工作，若在止循环屮，该机从高温

7、热源吸收1200J的热量，则将向低温热源放岀多少热量？对外做了多少功？解：由心亡吩得：wq—新畔罟XI20050Je2=e,-w=9ooj8-13-卡诺热机在1000K和27°C的两热源2间丁作。若(1)高温热源温度提高到1100K,(2)低温热源降到200K,求理论上的热机效率各增加多少?解：本题为卡诺循环问题讣煜八誥=7。%⑴心誥"2.7%=一％=2.7%Az;=〃2~7()=10%(2)弘二1_三二1_222_二80%,7]10008-14一定质量的氧气(视为刚性气体)经历以下两个过程：(1)A到C；

8、(2)A经B到C。求：两个过程中的W、A£>Qo(latm=1.01325xlO5Pa)解:(1)A到C:W=—(5+20)x(50—10)x—ai.v2入丄u八丄u=—jvujvj2•f•im1^=-—R(T2-Tl)=-(P2V2-PlV])=

9、x(20xl0-5x50)xl.013x!05xlO-3=-12662.5JQ=AE+W=-63312.5J(2)A经B至l」C:W=-20x(50-10)x1.01