大学物理热力学

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1、第六章习题课一、基本要求1、掌握功、热量和内能的概念,理解平衡过程。3、理解循环过程和卡诺循环。4、理解热力学第二定律的两种叙述,理解可逆过程和不可逆过程。2、熟练分析、计算理想气体等值过程中功、热量和内能。5、了解熵的概念及简单的计算。二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用过程量过程量状态量等值过程中和的计算(附表)等体过程等压过程等温过程绝热过程附表:3、热循环4、热力学第二定律的两种表述(1)正循环卡诺循环(2)逆循环卡诺逆循环5、可逆过程和不可逆过程★6、熵的计算与熵增加原理在

2、孤立系统中开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”三、讨论1、系统吸热是否一定温度升高?2、对P-V图的研究(1)图示103为绝热线,试讨论123和13过程中和的正负(2)图示气体经历的各过程,其中ad为绝热线,图中两虚线为等温线,试分析各过程的热容量的正负四、计算1、0.1mol氧气经历图示过程,其中3-4为绝热过程且,计算各过程的和2、在一大玻璃瓶内装着干燥的空气,初时气体温度与室温T0相同,压强p1比大气压强p0稍高,打开瓶上阀门让气体与

3、大气相通发生膨胀,当其压强将到P0时迅即关闭阀门,此时气体温度稍有下降,待气体温度重新回到室温T0时测得气体压强为p2。求气体的热容比γ。3、一侧面绝热的气缸内盛有1mol的单原子分子理想气体,气体温度T1=273K,活塞外气压P0=1.105×105pa,活塞面积S=0.02m2,活塞质量m=102kg(活塞绝热,不漏气且与气缸壁的摩擦可忽略)。由于气缸内小突起物的阻碍,活塞起初停在距气缸底部为l1=1m处,今从底部极缓慢地加热气体,活塞上升了l2=0.5m的一段距离,如图示,试通过计算指出:(1)气

4、缸中的气体经历的是什么过程?(2)气缸中的气体在整个过程中吸了多少热量?l1l2QP0S4、1mol氦气作如图循环,其中bc为绝热线,ab为等体线,ca为等压线,求循环效率5、(1)夏季的致冷空调(冷泵),须将室内热量排到室外设为,若室内温度为室外温度为,求该致冷机所需最小功率(2)冬天将致冷机换向,使他从室外取热传入室内(热泵)若室外温度为,室内保持,仍然用上面的空调所耗功率,则每秒传入室内的热量是多少?6、孤立系统中的水,和的冰混合后冰全部融化求(1)达到平衡时的温度(2)系统的熵变()7、一绝热刚

5、性容器中用一可以无摩擦移动的导热活塞将容器分为A、B两部分,A、B两部分分别充有1mol的He和1mol的O2。开始He的温度TA=300K、O2的温度TB=600K,两边压强相同P0=1.013×105pa(CVHe=3/2·R、CVO2=5/2·R)求:(1)整个系统平衡时的T和P(活塞的热容可忽略)(2)He和O2的熵变。6、一摩尔刚性单原子分子理想气体,经历如图所示的a→b→c→a循环,求循环效率η(CV=3/2·R)微小过程吸热:令dQ=0,则得吸、放热转换点在P-V图上的坐标为:∵直线过程方

6、程为解:a→e过程吸热:c→a过程吸热:循环过程总吸热循环过程对外作净功循环效率

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