大学物理学-习题解答习题7

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1、习题七7-1下列表述是否正确？为什么？并将错误更正.(1)AQ=A£+AW(2)Q=E+JpdV(3)“工-卷⑷"不可逆<1-守解:(1)不正确，Q=E+W(2)不正确，2=AE+j；9dV(3)不正确，7=>-—Q(4)不正确,“不可逆7-2如题7-2图所示，有三个循环过程，指出每一循环过程所作的功是正的、负的，还是零，说明理由.解：各图屮所表示的循环过程作功都为0.因为各图屮整个循环分两部分，各部分面积大小相等，而循坏方向一个为逆时针，另一个为顺时针，整个循坏过程作功为0.题7-2图7-3用热力学第一定律和第二定律分别证明，在p-V图上一绝热线与一等温线不能有两

2、题7-3图解：1.由热力学第一定律有若有两个交点Q和b,则经等温GTb过程有ae2+4=0ae2=-^2<0从上得出AQ±4这与a,b两点的内能变化应该相同矛盾.2.若两条曲线有两个交点，则组成闭合曲线而构成了一循环过程，这循环过程只有吸热，无放热，且对外做正功，热机效率为100%,违背了热力学第二定律.7-4一循环过程如题7-4图所示，试指111：⑴ab.bc.ca各是什么过程；⑵画出对应的p-va；(3)该循环是否是正循环？(4)该循环作的功是否等于直角三角形面积？(5)用图中的热量Qah,Qg,Qac表述其热机效率或致冷系数.解：(1)db是等体过程%过程：从图知

3、有V=KT,K为斜率由pV=vRT得vR故be过程为等压过程Cd是等温过程⑵P-V图如题7-4图题7—4'图(3)该循环是逆循环(4)该循环作的功不等于直角三角形面积，因为直角三角形不是p-V图中的图形.V题7-4图7-5两个卡诺循环如题7-5图所示，它们的循环面积相等，试问：(1)它们吸热和放热的差值是否相同；(2)对外作的净功是否相等；(3)效率是否相同？答：由于卡诺循环曲线所包围的面积相等，系统对外所作的净功相等，也就是吸热和放热的差值相等.但吸热和放热的多少不一定相等，效率也就不相同.7-6评论下述说法正确与否？(1)功可以完全变成热，但热不能完全变成功；(2)

4、热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体.(3)可逆过程就是能沿反方向进行的过程，不可逆过程就是不能沿反方向进行的过程.答：(1)不正确.有外界的帮助热能够完全变成功；功可以完全变成热，但热不能自动地完全变成功；(2)不正确.热量能自动从高温物体传到低温物体，不能自动地由低温物体传到高温物体.但在外界的帮助下，热量能从低温物体传到高温物体.(3)不正确.一个系统由某一状态出发，经历某一过程达另一状态，如果存在另一过程，它能消除原过程对外界的一切影响而使系统和外界同时都能回到原来的状态，这样的过程就是可逆过程.用任何方法都不能使系统和外界同时恢复原状态的

5、过程是不可逆过程.有些过程虽能沿反方向进行，系统能冋到原来的状态，但外界没有同时恢复原状态，还是不可逆过程.7-7热力学系统从初平衡态力经历过程P到末平衡态2如果P为可逆过程，其嫡变为：s〃-Sa=］晋如果"为不可逆过程，其爛变为_Sa=町逆,你说对吗?哪一个表述要修改，如何修改?答：不对.爛是状态函数，嫡变只与初末状态有关，如果过程P为可逆过程其爛变为:竽址，如果过程P为不可逆过程，其爛变为7-8根据S〃—Sa=［警坐及Sr-Sa＞『J爭逆,这是否说明可逆过程的爛变大于不可逆过程爛变?为什么？说明理由.答：这不能说明可逆过程的爛变大于不可逆过程爛变，爛是状态函数，爛变

6、只与初末状态冇关，如果可逆过程和不可逆过程初末状态相同，具有相同的爛变.只能说在不可逆过程中，系统的热温比之和小于爛变.7-9如题7-9图所示，一系统由状态d沿deb到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统作功126J.(1)若沿仇归时，系统作功42J,问有多少热量传入系统？(2)若系统由状态方沿曲线bd返冋状态a时，外界对系统作功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少？题7-9图解：由abc过程可求出b态和a态的内能之差(2=AE+AAE=Q-A=350-126=224Jc/ZM过程，系统作功A=42J0=A£+A=224+42=266J系统吸收热

7、量ba过程，外界对系统作功A=-84JQ=AE+A=-224-84=-308J系统放热7-101mol单原子理想气体从300K加热到350K,问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外作了多少功？(1)体积保持不变；(2)压力保持不变.解：(1)等体过程由热力学第一定律得2=AE吸热Q=AE=uCv(T2-Tl)=uj/i(T2-Tl)32=AE=-x8.31x(350-300)=623.25J对外作功A=0(2)等压过程Q=PCp(卩2—八)=u丰/?(丁2—刁)吸热e=-x8.31x(350-300)=1038.75JAE=