大学物理简明教程陈执平参考解答(完整版)13.热力学习题

《大学物理简明教程陈执平参考解答(完整版)13.热力学习题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、13－1　压强为一个大气压，温度为27摄氏度，质量为千克的某刚性双原子气体（氮气，摩尔质量为28g/mol），经一等压过程体积变为原来的2倍，求气体作的功、内能增量及所吸的热。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：等压过程　　，得　对双原子气体，，对氮气，，　　13－2　已知等压过程中某双原子刚性分子气体作功，求过程的吸热。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：　　，　，　13－3　　某一定量理想气体在图上从状态经由直线过程到状态，求该过程中系统作的功及内能的改变量。　　　　　

2、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：　　　　　由　，知　，故　13－4　温度为，体积，质量的氧气分别经（1）等温过程；（2）绝热过程后，体积变为。分别计算这两个过程中气体所作的功（氧气的摩尔质量为）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：　　　，（1）等温过程　　（2）绝热过程　　，　13－5　初始压强为，体积为的双原子理想气体经一等压过程，体积增大一倍，再等容放热，压强降为，最后绝热膨胀到初始温度为止，求：全过程系统内能的增量和系统对外界所作的总功。解：　先画出P-V图，整个过程有三个分过

3、程组成：a→b为等压过程，b→c为等容过程，c→d为绝热过程，有关状态量：Pa=Pb=1.0×105Pa              Pc=0.7×105Pa          Va=1.0×10-3m3              Vb=Vc=2Va              Td=Tc          i=5,Cv=5/2R,Cp=7/2R1〉因Td=Ta，而理想气体的内能仅仅是温度的函数，故：ΔE总=02〉要计算A总，可先求Aab,Abc(=0),Acd，再求和。但因为ΔE总=0,所以A总=Q总=Qab+Qbc+Qc

4、d(Qcd=0)Qab=uCp(Tb-Ta)=7/2uR(Tb-Ta)=7/2(PbVb-PaVa)=7/2PaVa=3.5×102(J)Qbc=uCv(Tc-Tb)=5/2uR(Tc-Tb)=5/2(PcVc-PbVb)=5(Pc-Pb)Va=-1.5×102(J)A总=200（J）　13－6　压强为、体积为的的双原子理想气体，经过一等压过程，体积增大为原来的倍，又经一等体过程冷却到原来的温度，最后经一等温过程压缩回到最初状态。求工作物质在以上三个过程中作的功及该循环的效率。　　解（1）循环的p—V图如图所示．（2）等

5、压过程等体过程等温过程（3）系统只在等压过程中吸热，有循环效率为pp1b　　　　　　　绝热线p2acOV2V1V　13－7　　求如图双原子理想气体（刚性分子）循环的效率。　　　　　　　　　解：　　　而　　，为放热过程；为吸热过程，故因此　13－8　一理想卡诺热机，在循环中从高温热源吸热，把吸取热量的80％放到低温热源中去，求循环的效率及一个循环作的功。　解（1）卡诺热机在循环中吸热为，放热为，则（2）一个循环作的功为13－9　对于一工作于高温热源与低温热源温度分别为和的卡诺热机，问（1）若将其高温提高，保持低温不变；（2

6、）低温下降，保持高温不变，则效率各提高多少？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：　　　　　，　　　，　13－10　理想气体作卡诺循环。若高温热源与低温热源温度分别为与，且在的等温线上起始体积，终了体积，求该气体在一次循环中从高温热源吸收的热量、气体作的功及气体向低温热源放出的热量。　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：，13－11　外壁绝热的容器分隔为两个部分，开始时分别盛有和水，经从高温的水向低温的水传递了的热量后，两部分水温度均匀一致。求过程的系统熵变。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

7、　　　　解：高温水释放热量Q，低温水吸收等量热量Q13－12　的理想气体，经过一等压过程体积变为原来的倍，接着又经一等容放热过程，回到初始温度，求气体的熵变　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：可以设计一个等温过程来计算熵变13－13　处于一个大气压下，温度为、质量为的水，当温度上升到时，问水的熵变为多少。已知。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解：水的温度由27°C上升到57°C，是在大气压下进行的，所以是一个等压过程．过程中熵变为