十三章热力学基础作业答案.doc

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1、一简答题：1、什么是准静态过程？答案：一热力学系统开始吋处于某一平衡态，经过一•系列状态变化后到达另—•平衡态，若小间过程进行是无限缓慢的，每一•个屮间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。2、什么是可逆过程，条件是什么？答案：可逆过程：在系统状态变化过程屮，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化条件一：无限缓慢的准静态过稈；条件二：变化过程没有能量耗散。3、比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高单位温度时气体所吸收的热量。不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在

2、体积不变的过程屮，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。两若2间的关系为Cp=CV+R4、简证热力学第二定律的两种表述的等效性。答案：开尔文表述:不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为冇用功而不引起其他变化。克劳修斯表述：热量不可能白动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。反证法：在高温T1和低温T2之间。一，假设开氐说法不对，可以有热机从T1吸热Q1并完全作功W=Q1,用此功推动另一致冷机从低温T2吸热Q2并放热到高温热源T

3、1,放出的热最为Q1+Q2,则总效果为有热量Q2白发从低温T2传至高温T1,克氐说法也不对。二，假设克氐说法不对，可以有热量Q2从低温T1传至高温T1,现有另一热机从T1吸热Q1并对外作功W,同时向T2放热Q2,则总效果为从单一热源吸热并完全做功，开氐说法也不对。综上所述，两种说法等价。证毕。二、选择题1、在恒温水池屮，一个气泡缓缓向上升起，在上升过程屮（C）A.气泡的体积不变，内能减少，放岀热量B气泡的体积缩小，内能不变，放出热量C.气泡的体积增大，内能不变，吸收热量D.气泡的体积不变，内能增加，吸收热量2、对于定量的理想气体，可能发生

4、的过程是（A）（A）等压压缩，温度降低（B）等温吸热，体积不变（C）等容升温，放出热量（D）绝热压缩，内能不变3、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部川来对外做功。”对此说法,有如下几种评论，正确的是（A）（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。4、理想气体卡诺循坏过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为&和S?,则两者的大小关系为：（C）（A）SQS2；

5、（B）S}

6、300K,压强为l.OxlO5^时，等温地压缩到2.0x10"°,气体放出的热量J456.03J。3、卡诺定理表明，相同的高低热源间工作任意工作物质的可逆机，都具有相同的效率。工作在相同的高温和低温热源Z间的一切不可逆机的效率都不可能—可逆机的效率。四、计算题1、如图所示为1摩尔氧气的循环过程,（2）该循环过程所做的功；（3）循环效率。答案：解：先将VT图变为PV图npY7pT厂on⑴p=4.0TPa=-=S.31x—=1.25x10^«(2)Qc=W=vRTln乂=8.31x600xln2=3455.8Jvz,Qhc=vCv(T-7；.

7、)=

8、Z?(600-300)=6232.5J7Qab=yCp(Ta-Tb)=-/?(300-600)=-8725.5J

9、如=962.8丿Qca+Qbcxl00%=962.83455.8+6232.5x100%=9-93%2、有lmol的CO2,作如图所示的循环过程，ca为等温过稈其中片=2.0xl05P6i,V,=2・0xl0mV2=3.OxW3m3求（1）”过程吸收的热量，⑵该循环过程内能的变化，（3）循环的效率。py答案"）72.0x10’x2皿10一3831=4&1K理=2・()x"x3.()xE=72.2kvR8.31QQah=v

10、CpAT=-x8.31x(72.2-48.1)=801.1J,>0,吸热(2)AE=0(3)Qca=W=v/?Tln^L=8.3lx48」xIn?=—162丿v0,放热23Qbc=vCvR(T