热力学第二定律、习题

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1、P.61.8.如图所示abcda为1mol单原子分子理想气体进行的循环过程，求循环过程中气体从外界吸收的热量和对外作的净功。解:bda211P（105pa）3V(升)c201bda211P（105pa）3V(升)c20或此题非卡诺循环不能用=1－T2/T12解:P.62.5.如图一定量的理想气体自同一状态a，分别经a→b，a→c，a→d三个不同的准静态过程膨胀至体积均为V2的三个不同状态，已知ac为绝热线，则：(B)(A)a→b必放热(B)a→b必吸热(C)a→d可能是等温过程aV1OPVV2bcd∵绝热线比等温线陡∴a→d不可能是等温线考虑

2、正循环abca,在整个循环中,系统对外做净功则系统从外界吸收净热量Q=A>0否定(C)3又又即a→b必吸热。（排除A选B）aV1OPVV2bcdP.62.6.如图一定量的理想气体从相同的初态A分别经准静态过程AB、AC(绝热过程)及AD到达温度相同的末态，则气体吸(放)热的情况是：(B)(A)AB吸热AD吸热(B)AB放热AD吸热(C)AB放热AD放热(D)AB吸热AD放热4VOPBACD解:比较曲线下的面积可知而B，C，D处在同一等温线上，即所以，于是选(B)∵ΔE只与ΔT有关，∴(绝热过程)5P.52.7.图为1mol单原子分子理想气体的循

3、环过程，其中a→b是等压过程，计算：(1)ab，bc，ca过程中的热量变化(2)经一循环后的总功(3)循环效率·b600T(K)44.8c·V（升）a22.40解:i=3,CV=3R/2=12.47J·mol-1·k-1CP=5R/2=20.78J·mol-1·k-1，=1(1)ab是等压过程由Va/Ta=Vb/Tb得Tb=VbTa/Va=300k300Qab=CP(Tb–Ta)=20.78×(300－600)=－6234(J)6bc是等体过程ca是等温过程Qca=Aca=RTaln(Va/Vc)=8.31×600×ln2=3456(J)Q

4、2=

5、Qab

6、=6234(J)(3)Q1=Qbc+Qca=7197(J)=1－Q2/Q1=1－6234/7179=13.4%或=A/Q1=963/7197=13.4%(2)A=Q=Qab+Qbc+Qca=963(J)Qbc=CV(Tc–Tb)=12.47×300=3741(J)7P.62.1.一卡诺热机在每次循环过程中都要从温度为400K的高温热源吸热418J，向低温热源放热334.4J，低温热源温度为。解:由得即(P.62.2)1mol单原子分子理想气体，在1atm的恒定压力下温度由0C加热至100C，内能改变量为；从外界吸热为。解

7、:已知=1，P=1.013×105Pa，T1=273k，T2=373ki=3，CV=3R/2，CP=5R/2320k1247J2078J8P.61.5、一定量的理想气体经历一准静态过程后，内能增加，并对外作功则该过程为：()(A)绝热膨胀过程(B)绝热压缩过程(C)等压膨胀过程(D)等压压缩过程解:对外作功，体积必膨胀，排除(B)、（D）绝热膨胀过程，内能必减少，排除（A）,选(C)C9P.61.6、1mol氧气由初态A(P1、V1)沿如图所示的直线路径变到末态B(P2、V2)，试求上述过程中，气体内能的变化量，对外界所作的功和从外界吸收的热

8、量(设氧气可视为理想气体，且Cv＝5R/2)解:从图可知VB··AP2P1OPV1V210P.59.1.质量为100g的水蒸汽，温度从120℃升高到150℃，若视水蒸汽为理想气体，在体积不变的情况下加热，需热量QV=，在压强不变的情况下加热，需热量QP=。解:已知M=0.1kg，=18×10-3kg/mol，i=6T1=393k，T2=423k，CV=3R，CP=4R4170J5550J11例题.1mol氮气(视为理想气体)作如图所示的循环abcd，图中ab为等容线，bc为等温线，ca为等压线，求循环效率。(注意与P.61.7的区别)b·ac

9、21P（105pa）36·V(升)解:已知Pa=Pc=105帕，Pb=2×105帕Vc=3610-3m3,i=5CV=5R/2,CP=7R/2bc是等温过程E=01812ca是等压过程ab是等体过程在整个循环过程中，系统从外界吸热和向外界放热。b·ac21P（105pa）36·V(升)181314一、可逆过程和不可逆过程1、定义：一个系统经过一个过程P从一状态变化到另一状态，如果存在一个过程使系统和外界完全复原，则说明原过程P是可逆的，否则是不可逆的。注意关键词判断的是原过程P系统和外界全复原12P§15.5、6热力学第二定律可逆与不可逆过

10、程卡诺定理15可逆过程是理想过程，只有准静态无摩擦的过程才是可逆的过程。P准静态无摩擦初始小过程恢复小过程单摆的无磨擦摆动是可逆过程。二、一切自然过程