6.热力学 大学物理习题答案

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1、大学物理练习册—热力学热一定律6-1如图6-1所示，理想气体由a沿acb过程到达b状态，吸收了560J的热量，对外做功356J。（1）如果它沿adb过程到达b状态时，对外做功220J，它将吸收多少热量？（2）当它由b沿曲线ba返回a状态时，外界对它做功282J，它将吸收或放出多少热量？解：根据热力学第一定律QEEAacbbAacbpEEEQA560356204Jbaavbacbcb(1)QEEA204220424Jadbbaadbad(2)QbaEaEbAba204282486JOV图6-1系

2、统对外界放热486J等值过程6-21mol单原子理想气体若经两个过程：（1）容积保持不变；（2）压强保持不变，其温度从300K变为350K，问在这两过程中各吸收了多少热量？增加了多少内能？对外作了多少功？解：(1)等体过程A0mi3QEAER(TT)18.31(350300)623Jv21M22mol即吸收热量和内能增量均为623J，而做功为0。mi25(2)QR(TT)18.31(350300)1039Jp21M22molmiER(TT)623J21M2molmAp(VV)R(T

3、T)18.31(350300)416J2121Mmol5-3356-3一理想气体由压强p1=1.5210Pa，体积V1=5.010m，等温膨胀到压强p2=1.0110Pa，，然后再经等压压缩到原来的体积。试求气体所做的功。解：气体在等温膨胀过程中所做功为V2V2mmVp22ApdVRTdVRTlnpVlnT1111V1V1MVMVpmolmol115531.52101.52105.010ln310J51.0110气体在等压压缩过程中所做的功为Ap(VV)pVpVp2122122而等温过程由

4、V膨胀到V时，满足pVpV122211553ApVpV(1.01101.5210)5.010255Jp211120大学物理练习册—热力学气体所做功AAA31025555JTp6-4将500J的热量传给标准状态下2mol的氢。（1）若体积不变，则氢的温度变为多少？（2）若温度不变，则氢的压强和体积各变为多少？（3）若压强不变，则氢的温度及体积各变为多少？33解：标准状态下，T273KV22.410m1omolmiQ500V(1)体积不变A0，QER(TT)，TT273285KV

5、2121M2mi5molR28.31M22molmV2(2)温度不变E0，QARTlnT1MVmol1QT35003VVexp222.410exp0.05m21m28.31273RT1Mmol3V1222.41054pp1.013109.0810Pa21V0.052mi2Qp500(3)压强不变QR(TT)，TT273282Kp2121M2mi27molR28.31M22molT2281.633VV222.4100.046m21T2731摩尔热容、绝热过程6

6、-5如图6-5所示，一理想气体由初态a经准静态过程ab直线变至终态b。已知该理想气体的定容摩尔热容量CV=3R，求该理想气体在ab过程中的摩尔热容量（用R表示）。解：设理想气体在ab过程中的摩尔热容量为C，在一微小过程中abpdQCdT（1）abb由热力学第一定律有adQdEdACdTpdV（2）VOVdV图6-5由(1)、(2)得CCpabVdT由理想气体状态方程，1mol气体有pVRT。而ab直线方程为pkV，其中k为斜率2dVRRRR7kVRT，，CCp3RRabVdT2kV2p2p2256-6温度

7、为27℃，压强为1.0110Pa的一定量氮气，经绝热压缩，使其体积变为原来的1/5，求压缩后氮气的压强和温度。21大学物理练习册—热力学7i27V1555解：由绝热过程方程pVpV，，p()p51.01109.6110Pa112221i5V2211TV11T5又绝热过程方程TVTV，()5(27327)571K112221V26-7如图6-7所示，将96g氧气从40L绝热压缩到原体积的一半（12），此时气体的温度为127℃，然后等温膨胀到原体积（23）。（1）求以上两过程中，系统吸

8、收的热量、对外所做的功和内能的变化；（2）若通过等容过程直接将氧气由上述的初态变化到终态（13），则系统吸收的热量、对外所做的功和内能的变化又为多少？解：（1）1