第八章热力学答案

(A)是A(A)是A→B.(B)是A→C.0pabOcVp第八章第八章热力学基础(2014)一．选择题程(C)是A→D.【参考答案】根据热力学过程的功即过程曲线下的面积，知A>A>A；ABACAD再由热力学第一定律气体吸热Q=A+EAD过程Q=0；AC过程Q=A；ACAB过程Q=A+E，且E>0ABABAB左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是【参考答案】该过程是绝热的自由膨胀过程，所以Q=0A=0p由热力学第一定律E=0∴T=0由V/=2VP/=0p02中虚线ac为等温线)，和图(2)所示的def过程(图中虚线df为绝热线)．判断这两种过程是ppdefOV【参考答案】内能是状态量，与过程无关。所以图(1)中：abc过程和ac过程的内能增量同理，在图(2)中：def过程和df过程的内能增量相同，并由绝热df过程知E=ApS2V1pS2V1【参考答案】T1TT+编T22TTTT+编T22TT12TT+编T1111为S和SOOA等压过程中对外作功为200J．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热500J；若为双原子分子气体，则需吸热700J.M2M228.【基础训练14】给定的理想气体(比热容比y为已知)，从标准状态(p0、V0、T0)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的p温度Tpcabc3pcabcOVVV【参考答案】已知绝热过程的体积变化，求温度的变化，选绝ab热过程00VVV030V1有V1有V030(1)温度升高的是BM和CM过程；同理已知绝热过程的体积变化，求压强的变化，选绝热过程方程00JpACQABCDEAEAAE=AEABE(逆循环)+AECDE(正循环)ODBV003【参考答案】由n=12T1TTn=1低=1cd=1TT高abTT2TT高cdTTn=1低=1ef=13TT22T10=3T30T1 0=2T20T20=3T3padbfO0高ab0ppMATBQCOV热源【参考答案】*温度如何变化要与等温线比较——过ABC三点做形如等温线MT的曲线(是双曲线的一支,图中未画出)，可知靠近原点且过C点曲线对应温度低，过B的温度略高，过A的对应的温度最高，所以BM和CM过程是升温过程，AM过程温度降低。全部用来增加系统的内能。对CM过程而言，内能增加的比绝热过程的多(温度增加的多)，而外界对系统所做的功却少于绝热过程，所以一定从外界吸收了部分热量。即CM过程是吸热过程.[对AM过程来功大于绝热过程的，而内能增加的比绝热过程的要少(温度增加得小)，所以一定有部分热AMBM热过程。] 依热力学第一定律，循环过程净吸收的热量为Q=A即循环过程所包围的面积(注意单位！)atmABOVVL4【参考答案】V1(2)由双原子分子的y=1.4及绝热过程方程Vy1T=Vy1T得21V32i5i522胀时末态的压强p2是初态压强p1的一半，求循环的效率．【参考答案】T和低温热源的温度，则循环的效率即为n=12T15py15再依绝热膨胀初态和末态压强和温度的过程方程1=2TyTy2=(2)y=0.82TP116b6a2Oa2Od2【参考答案】(1)d)a过程——水蒸气作的功为过程曲线下的面积，因体积减小，故功为负(2)a)b过程abM22bbaa2(3)循环过程水蒸汽作的净功为过程曲线下所围的面积。在等温过程b)c中编E=0依热力学第一定律bcbcMbVbbVbbbcda(4)此循环过程中，a)b过程是吸热的Q=编E=3.039漏104(J)吸热abbc从c)d)a过程中，cdacabaab放热cdacdan吸热【参考答案】V2V.dV=a2(-)V.dV=a2(-)VVV2V1PVPV(2)根据理想气体状态方程11=22TT121=2VTPV=2V1=11=1TPV1222a2.V0【参考答案】据理想气体状态方程，可求出b状态的温度为Tb=300Kacacb2O2i3QERTR0)=3.74103(J)——吸热过程i3bc22VcacaVci3i3abp22(2)循环过程的功为过程曲线所包围的面积P一V图中ca曲线下面积P一V图中ab曲线下面积18．【自测提高21】两端封闭的水平气缸，被一可动活塞平分为左右两室，每室体积均为V0，其中盛有温度相同、压强均为p0的同种理想气体．现保持气体温度不变，用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦)，使左室气体的体积膨胀为右室的2倍，问外力必须作多少功？【参考答案】V04203030MV1得ApVlnpVln..........(得1003V00302003V003现活塞缓慢移动，作用于活塞两边的力应相等，则A=AA=PV(ln+ln)=PVln120033008A+A=A1242【另法】：左室的气体体积由