大学物理_热学习题课件.ppt

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1、热学习题讨论课一个方程两个统计公式能量按自由度均分定理：(平衡态时气体分子的每个自由度的平均能量都相等,均于)气体动理论函数：三个速率：两个统计规律麦克斯韦气体分子速率分布律：(平衡态时大量气体分子的速度分布遵从一定的统计规律)曲线：vpf(v)vO理想气体平衡态内容应用（准静态过程）等容过程等压过程等温过程绝热过程1.特征和过程方程、过程曲线；2.功、热量和内能增量的计算；3.摩尔热容；循环过程卡诺循环热机：致冷机实际循环热力学第一定律Q=E+W正循环：热机效率逆循环：制冷机热泵热力学第二定律三种表述法实质统计意义热量不会自动从低温物体传向高温物体不可能造出一种循环工作的热机，它只从单

2、一热源吸热，并将其全部用来对外做功第二类永动机不可能自然界所发生的一切与热有关的宏观过程都是不可逆的,指明了宏观系统自然演化的方向。一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行理想气体在等值过程中的有关公式过程过程方程系统E系统W系统Q等容等压等温绝热000热学习题讨论1.对一定量的气体来说，当温度不变时，气体的压强随体积的减小而增大；当体积不变时，压强随温度的升高而增大。就微观来看，它们是否有区别？1.答：（1）单位时间碰撞次数增多（2）单位时间碰撞次数增多平均冲力增大2.写出:5.1mol刚性双原子理想气体的内能；1.理想气体分子任一自由度的平均能量2.理想气体分子的平均平动动能（2）（

3、1）（5）（3）3.1mol理想气体的内能。（4）4.(m/M)mol理想气体的内能。用总分子数N、气体速率V和速率分布函数f（v)表示下列各量（1）速率大于V0的分子数ΔN1。（2）速率大于V0那些分子的平均速率。（3）多次观察某一分子的速率，发现其速率大于V0的几率。3（1）（2）（3）解：作业习题集CH8（一）7B类同下限为零上限为已知f（v）为N个分子组成的系统的速率分布函数，写出下图中阴影面积所对应的数学表达式和物理意义4平衡态下，速率在VP—V1间的分子数占总分子数的比率。（气体分子速率在VP—V1间的概率）vpv1f(v)ov5如图所示的曲线分别是氢气和氧气在相同温度下的麦克

4、斯韦分子速率分布曲线。从图中求氢气分子的最概然速率、氧气分子的最概然速率和氧气的方均根速率。1000(m/s）?作业习题集CH8（四）3（2）由定义解:（1）由归一化条件:注意:不是麦氏分布6作业习题集CH9（一）6C作业习题集CH9（一）7A作业习题集CH9（二）2作业习题集CH9（二）38.关于可逆过程和不可逆过程的判断：（1）可逆热力学过程一定是准静态过程。（2）准静态过程一定是可逆过程。（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。（4）凡有摩擦的过程一定是不可逆过程。9.根据热力学第二定律可知，下列说法中，唯一正确的说法是：（A）功可以全部转化为热，但热不能全部转换为功。（B）热

5、量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体。（C）不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程。（D）一切自发过程都是不可逆过程。10.证明两条绝热线1，2不可能相交。12abV0P12-图反证法：假设两条绝热线1和2相交于a,b两点,形成一个循环过程a1b2a,在这一循环中E=0，Q=0,W>0QE+W违背了热力学第一定律所以两条绝热线1，2不可能相交两点。12abV0P12-图反证法：假设两条绝热线1和2相交于一点（b）,可加一等容线ca形成a1b2ca的循环过程,在这一循环中，系统只从单一热源吸热，并全部用于对外做功。违背了热力学第二定律所以两条绝热线

6、1，2不可能相交。c11.证明绝热线与等温线不可能相交于两点。POV绝热线等温线设绝热线与等温线可以相交于A、B两点。则可构成一个循环，故ABCD循环总吸热Q1=QACB循环对外作功W,E=0则：Q1=W整个循环,系统只从单一热源吸热，并全部用于对外做功,违反热力学第二定律，所以绝热线与等温线不可能相交于两点。反证法：利用热二律的开氏说法证明12.请指出以下哪那个循环过程是不可能的？（A）由绝热线、等温线、等压线组成的循环.（B）由绝热线、等温线、等容线组成的循环.（C）由等容线、等压线、绝热线组成的循环.（D）由两条绝热线和一条等温线组成的循环.13.两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一

7、个工作在温度为T1与T３的两热源之间，另一个工作在温度为T2与T3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等，由此可知（A）两个热机的效率一定相等.（B）两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等.（C）两个热机从低温热源所放出的热量一定相等.（D)两个热机吸收的热量与放出的热量的差值一定相等.14.一卡诺热机在高温T1和低温T2之间工作。若提高热源温度T或降低冷源温度T，这两种方法都可以提高该机的效率。问在高、