热学习题2(大学物理).ppt

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1、1.一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2．及使用前后分子热运动平均速率之比v1/v2．2.水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气H2O→H2＋1/2O2时，1摩尔的水蒸气可分解成1摩尔氢气和摩尔氧气．当不计振动自由度时，求此过程中内能的增量．3.有1mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0atm，温度为27℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16atm．试求：(1)气体内能的增量；(2)在该过程中气体所作的功；(3)终态时，气体的分子数密度．(1atm=1.013×1

2、05Pa，玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J·K-1,普适气体常量R=8.31J·mol-1·K-1)4.气缸内贮有36g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如图所示．其中a－b、c－d为等体过程，b－c为等温过程，d－a为等压过程．试求：(1)d－a过程中水蒸气作的功Wda(2)a－b过程中水蒸气内能的增量ΔEab(3)循环过程水蒸汽作的净功W(4)循环效率η(注：循环效率η＝W/Q1，W为循环过程水蒸汽对外作的净功，Q1为循环过程水蒸汽吸收的热量，1atm=1.013×105Pa5、求32g，300K氧气处于50L容器，28g，300K氮气处于另一

3、50L的容器，隔板移除后达到平衡后的熵变。解：设求32g，300K氧气处于50L容器的熵为常数C。混合前的熵：混合后的熵：氧气、氮气所占空间都是100L，T＝300K。由理想气体熵可知，28g，300K氮气处于另一50L的容器的熵也为C氧气氮气76、已知:在一绝热容器中,有1mol温度为T0的理想气体,其Cv也已知,其体积由V1自由膨胀到V2,（分别求：）(1)再无限缓慢地压缩回V1的整个过程的熵变及终温.(2)再很快地压缩回V1的整个过程的熵变及终温。解:设气体经绝热自由膨胀从状态1状态2(热一律)真空V1V2T08状态1状态2不可逆过程,可以设想一个可逆等温过程来求熵变:

4、PV1(T0)3(T)3’(T’)2(T0)T0V1V29(1)当无限缓慢地压缩回V1时即状态2状态3是可逆绝热过程，有有PV1(T0)3(T)3’(T’)2(T0)T0V1V210方法一：由准静态的绝热过程方程PV1(T0)3(T)3’(T’)2(T0)T0V1V211方法二：由理想气体的熵变公式（可逆绝热是等熵过程）PV1(T0)3(T)3’(T’)2(T0)T0V1V212（2）当很快地压缩回V1时是不可逆绝热压缩过程，气体的温度要升高得更多PV1(T0)3(T)3’(T’)2(T0)T0V1V2可逆绝热压缩过程：13整个过程的熵变取决于压缩的快慢更大！当很快地压缩回V1

5、时，温度更高7.理想气体放在绝热玻璃瓶中。瓶口玻璃管截面积为S，管内放置质量为m，截面积也为S的物体，物体平衡时瓶内体积为V，气压为p。将物体稍向下压，然后放手，试证明物体将做简谐振动（摩擦力不计）；试由振动周期求气体的比热容。解：平衡时物体所受力稍向下压后，物体所受力绝热过程，有两边微分，比较弹簧振子方程物体做简谐振动，周期