大学物理学(下册)习题答案详解 khdaw

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2、0012－8260J，−280J12－9-0-----+00---+--++12－102.5(pV−pV)，0.5(p+p)(V−V)，221121213(pV−pV)+0.5(pV−pV)2211122112－11268J，732J三、计算题12－12分析：理想气体的内能是温度T的单值函数，内能的增量∆E由始末状态的温度的增量∆T决定，与经历的准静态过程无关．根据热力学第一定律可知，在等温过程中，系统从外界吸收的热量全部转变为内能的增量，在等压过程中，系统从外界吸收的热量部分用来转变为内能的增量，同时对外做功．3解：单原子理想气体的定体摩尔热容C=RVm,21课后答案网，用心为你服务！

3、www.khdaw.com(1)等体升温过程A=0333∆=EQ=C∆=TRT∆=RT(−T)=×8.3150×J=623JVVm,21222(2)等压膨胀过程33∆=EC∆=TRT(−T)=×8.3150×J=623JVm,2122A=pV(−V)=RT(−T)=8.3150×J=416J2121Q=A+∆=E1039Jp或者5Q=C∆=TC(T−T)=×8.3150×J=1039Jppm,pm,21212－13分析：根据热力学第一定律和理想气体物态方程求解．5解：氢气的定体摩尔热容C=RVm,2(1)氢气先作等体升压过程，再作等温膨胀过程．在等体过程中，内能的增量为55Q=∆=EC∆

4、=TRT∆=×8.3160×J=1246JVVm,22等温过程中，对外界做功为V2Q=A=RTln=8.31(27380)ln2×+×J=2033JTT2V1吸收的热量为Q=Q+Q=3279JVT(2)氢气先作等温膨胀过程，然后作等体升压过程．在等温膨胀过程中，对外界做功为V2A=RTln=8.31(27320)ln2×+×J=1687JT1V1在等体升压过程中，内能的增量为55∆=EC∆=TRT∆=×8.3160×J=1246JVm,22吸收的热量为2课后答案网，用心为你服务！www.khdaw.comQ=A+∆=E2933JT虽然氢气所经历的过程不同，但由于始末状态的温差∆T相同，因

5、而内能的增量∆E相同，而Q和A则与过程有关．12－14分析：卡诺循环的效率仅与高、低温热源的温度T和T有关．本题中，12求出等温膨胀过程吸收热量后，利用卡诺循环效率及其定义，便可求出循环的功和在等温压缩过程中，系统向低温热源放出的热量．解：从高温热源吸收的热量mV20.0053Q=RTln=8.31400ln××J=5.3510×J11MV0.0011由卡诺循环的效率AT3002η==−1=−1=25%QT40011可得循环中所作的功3A=ηQ=0.255350×J=1.3410×J1传给低温热源的热量33Q=(1−η)Q=(10.25)5.3510−××J=4.0110×J2112－1

6、5分析：在a→b等体过程中，系统从外界吸收的热量全部转换为内能的增量，温度升高．在b→c绝热过程中，系统减少内能，降低温度对外作功，与外界无热量交换．在c→a等压压缩过程中，系统放出热量，温度降低，对外作负功．计算得出各个过程的热量和功，根据热机循环效率的定义即可得证．证明：在a→b等体过程中，系统从外界吸收的热量为mCVm,Q=C(T−T)=(pV−pV)VVm,ba1222MR在c→a等压压缩过程中，系统放出热量的大小为mCpm,Q=C(T−T)=(pV−pV)Ppm,ca2122MR3课后答案网，用心为你服务！www.khdaw.com所以，该热机的循环效率为V1(−1)QC(pV

7、−pV)VPpm,21222η=−1=−1=−1γQVCVm,(pV12−pV22)(p1−1)p212－16分析：根据卡诺定理，在相同的高温热源(T)，与相同的低温热源(T)12QT22之间工作的一切可逆热机的效率都相等，有η=−1=−1．非可逆热机的效QT11QT22率η=−1<−1．QT11解：(1)该热机的效率为Q2η=−1=37.4%Q1如果是卡诺热机，则效率应该是T2η=−1=50%cT1可见它不是可逆热机．(2)“尽可