大学物理-第8章习题解答.doc

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1、第8章8-1如习题8-1图所示，一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统做功126J。(1)若沿adb时，系统做功42J，间有多少热量传入系统?(2)若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对系统做功为84J，试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?(3)若，试求沿ad及db各吸收多少热量?解：（1）∵内能是态函数，故故（2）放热（3）8-21mol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?对外做了多少功?(1)容积保持不变；(2)压强保持不变

2、。解：1mol单原子理想气体i=3（1）等容（2）等压8-31mol氢气在压强为0.lMPa(即1atm)，温度为20时，体积为V，今使其经以下两个过程达到同一状态，试分别计算以下两种过程中吸收的热量，气体对外做功和内能的增量，并在p-V图上画出上述过程。（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80，然后令其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍。(2)先使其等温膨胀到原体积的2倍，然后保持体积不变，加热到80。题8-3图解：∵两过程的初末态相同，∴内能增量相同（1）（2）8-40.01m3氮气在温度为300K时，由latm(即

3、0.lMPa)压缩到l0MPa。试分别求氮气经等温及绝热压缩后的(1)体积；(2)温度；(3)过程对外所做的功。解：（1）N2体积等温：绝热：（2）N2温度等温：绝热：（3）N2对外做功等温：又∴绝热：8-5理想气体由初状态经绝热膨胀至末状态(p,V)，试证该过程中气体所做的功为解：∵∴又∵,∴8-61mol的理想气体的T-V图如习题8一6图所示，ab为直线，延长线通过O点，求ab过程气体对外所做的功。解：由,由图知为恒量，故为一等压过程.题8-7图8-7一卡诺致冷机，从0的水中吸取热量，向27的房间放热，假定将50kg的

4、0的水变成了0的冰，试求：(1)放于房间的热量；(2)使致冷机运转所需的机械功(冰的熔解热)。解：设状态A的温为TA=T1∵AB为等容线，故AB为等温线，故吸热WBC等于图中阴影部分的面积值.∴放热放热8-8图中所示是一定量理想气体的一个循环过程，由它的T-V图给出。其中CA为绝热过程，状态A(T1，V1)、状态B(T1，V2)为已知。(1)在AB，BC两过程中，工作物质是吸热还是放热?(2)求状态C的TC量值。(设气体的和摩尔数已知)(3)这个循环是不是卡诺循环?在T-V图上卡诺循环应如何表示?(4)求这个循环的效率。解

5、：（1）AB等温膨胀吸热BC等容降温放热（2）CA绝热过程（3）不是卡诺循环（4）AB过程BC过程CA绝热过程8-9如习题8-9图所示，1mol双原子分子理想气体，从初态V1=20L，T1=300K，经历三种不同的过程到达末态V2=40L，T2=300K。图中12为等温线，14为绝热线，42为等压线，13为等压线，32为等体线，试分别沿这三种过程计算气体的熵变。解：（1）等温线的熵变为（2）绝对热线和等压线又∴（3）等压线，等容线的过程.∵等压过程，故等容过程，故∴∴因为熵是状态函数，熵变只与初末态有关，而这三个过程的初末

6、态相同，所以自然熵变也相同.8-10有两个相同体积的容器，分别装有1mol的水，初始温度分别为T1和T2(T1>T2)，令其进行接触，最后达到相同的温度T，求熵的变化。(设水的摩尔热容为Cm)解：，设最后其同温度为T8-11把0的0.5kg的冰块加热到它全部融化成0的水，问：(1)水的熵变如何?(2)若热源是温度为20的庞大物体，那么热源的熵变多大?(3)水和热源的总熵变多大?增加还是减少?解：（1）冰的溶解热(水吸热，Q>0)（2）（3）8-12冬季房间热量的流失率为2.5l04，室温2l，外界气温，此过程的熵增加率如何

7、?解：房间热量流失，则室外吸收热量，则则8-13设每一块冰质量为20g，温度为0，已知水的平均质量定压热容。(1)需加多少块冰才能使lL，l00的沸水降温到40?(2)在此过程中系统的熵改变了多少?解：（1）设需要x块冰，冰的溶解解热为C冰.(块)（2）