大学物理课后题答案9.doc

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1、习题九9-1一系统由图示的状态经到达状态，系统吸收了320J热量，系统对外作功126J。(1)若adb过程系统对外作功42J，问有多少热量传入系统?(2)当系统由b沿曲线ba返回状态a，外界对系统作功84J，试问系统是吸热还是放热?热量是多少?[解]由热力学第一定律得在a

2、示。试证此直线表示等压过程。[证明]设此直线斜率为k，则此直线方程为又E随温度的关系变化式为所以因此(为恒量)又由理想气体的状态方程知，(为恒量)所以p为恒量即此过程为等压过程。9-42mol氧气由状态1变化到状态2所经历的过程如图所示：(1)沿l→m→2路径。(2)1→2直线。试分别求出两过程中氧气对外作的功、吸收的热量及内能的变化。[解](1)在1→m→2这一过程中，做功的大小为该曲线下所围的面积，氧气对外做负功。9-13由气体的内能公式和理想气体的状态方程得对于氧气i=5，所以其内能的变化为此过程吸收的热量为(2)在从1→2过程中，由图知氧气对外作功为内能的变化吸收的热量9-510m

3、ol单原子理想气体在压缩过程中外界对它作功209J，其温度上升1K，试求：(1)气体吸收的热量与内能的增量。(2)此过程中气体的摩尔热容量。[解](1)内能的增量为气体吸收的热量(2)由气体摩尔热容量知9-6将压强为1atm，体积为的氧气()从0℃加热到100℃。试分别求在等体(积)过程和等压过程中各需吸收多少热量。[解]由理想气体状态方程在等容过程中吸收的热量为在等压过程中吸收的热量为9-7已知氢气的定体(积)比热为9-13，若将氢气看作理想气体，求氩原子的质量。(定体(积)摩尔热容)。[解]由定容摩尔热容量的定义知因此氩原子的质量为9-8为测定气体的()值有时用下列方法：一定量的气体的

4、初始温度、体积和压强为、和，用一根电炉丝对它缓慢加热。两次加热的电流强度和时间相同，第一次保持体积不变，而温度和压强变为和。第二次保持压强不变，而温度和体积变为和。试证明[证明]两次加热气体吸收的热量相同，等容过程吸收的热量为等压过程吸收的热量为由可得所以由理想气体状态方程因此所以得到9-9已知1mol固体的状态方程为，内能，式中、a、b、c均为常量，求该固体的、。[解]由热力学第一定律可得(1)由已知条件可得(2)9-13(3)将(2)、(3)代入(1)得(4)在等压过程中，所以因此在等容过程中代入(2)式得因此代入(4)式得所以9-10已知范德瓦尔斯气体的内能：。其中、a、为常数，试证

5、明其绝热过程方程为[证明]范德瓦尔斯气体的状态方程为(1)又由已知条件可得(2)绝热过程，由热力学第一定律得(3)由(2)、(3)式可得(4)由(1)式可得(5)将(5)代入(4)式有解得积分得即这就是范德瓦尔斯气体的绝热过程方程。9-11如图所示是氮气循环过程，求：(1)一次循环气体对外作的功；(2)循环效率。9-13[解](1)一次循环过程气体对外作功的大小为闭合曲线所包围的面积，由图知，其包围的面积为该循环对外作功为正，所以(2)该循环过程中，从2→3，1→2为吸收热量过程其中2→3为等压过程，吸收热量为1→2为等容过程，吸收热量为因此吸收的总热量为该循环的效率为9-12一理想气体的

6、循环过程如图所示，其中ca为绝热过程，点a的状态参量为，点b的状态参量为，理想气体的热容比为，求(1)气体在ab、bc过程中与外界是否有热交换?数量是多少?(2)点c的状态参量；(3)循环的效率。[解](1)ab过程是等温过程，系统吸收热量为bc过程是等容过程，系统吸收热量为因<，故该过程是放热过程。(2)从图上可看到又ac为绝热过程，故根据绝热方程9-13又有得到(3)9-13图中闭合曲线为一理想气体的循环过程曲线，其中、为绝热线，为等体(积)线，为等压线，试证明其效率为式中了、、、分别为、、、各状态的温度，。[证明]da为放热过程，其放出的热量为bc为吸热过程，其吸收的热量为所以其效率

7、为9-14如图所示，、为绝热线，是等温线。已知系统在过程中放热，的面积是，的面积为，试问在过程中系统是吸热还是放热?热量是多少?[解]因COA是等温线，COA过程中又因AB、DC为绝热线，OAB过程系统作负功，ODC过程系统作正功，整个循环过程系统作功BOD过程中系统吸热由于COA是等温过程，过程中系统内能变化为零，即因此BOD过程中系统吸热9-139-15一致冷机进行如图所示的循环过程，其中、分别是温度为、的等温线，、