NO.6熱力學(xué)基礎(chǔ)答案

1、大學(xué)物理C作業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名成績(jī)NO.6熱力學(xué)基礎(chǔ)一選擇題1氣體經(jīng)過(guò)如PV圖中所示的三個(gè)過(guò)程abc,adc,aec由a到c,則各過(guò)程（A）（C）（D）解：吸熱相等（B）對(duì)外做功相等吸熱和做功都不相等,但內(nèi)能變化相等吸熱、做功及內(nèi)能變化都不相等功和熱量都是過(guò)程量,都與過(guò)程有關(guān),三個(gè)過(guò)程abc,adc,aec不相同,因此吸熱和做功都不相等。內(nèi)能是溫度的單值函數(shù),是狀態(tài)函數(shù),只與初態(tài)、末態(tài)有關(guān),因三個(gè)過(guò)程abc，adc，aec都是由a到c，所以內(nèi)能變化相2一定量的理想氣體,經(jīng)過(guò)某過(guò)程后,它的溫度升高了,由熱力學(xué)定律可斷定（1）該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱（2）在此過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)做了正功（3）該理想

2、氣體系統(tǒng)內(nèi)能增加了（4）在此過(guò)程中系統(tǒng)從外界吸了熱，又對(duì)外做了正功（A）（1）（3）正確（B）（2）（3）正確（C）（3）正確（D）（3）（4）正確（E）（4）正確C解：內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，溫度升高只能說(shuō)明內(nèi)能增加了。而功和熱量都與過(guò)程有關(guān)，不能只由溫度升降而判斷其正負(fù)。3.如圖所示，工質(zhì)經(jīng)alb和b2a構(gòu)成的一循環(huán)過(guò)程,已知在a1b過(guò)程中，工質(zhì)與外界交換的靜熱量為Q，b2a為絕熱過(guò)程，循環(huán)包圍的面積為A,則此循環(huán)效(A)AQ(B)AQB(D)1(T1,T2為循環(huán)過(guò)程中的最高和最低溫度)1A凈Q+Q2解：此循環(huán)效率為1Q耳二1Q1由熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述，熱機(jī)不能從單一熱源吸熱而對(duì)外做功

3、，該循環(huán)的效率應(yīng)小于生。Q4已知孤立系統(tǒng)B態(tài)的熵SB小于A態(tài)的熵SA，即SBVSA則A)系統(tǒng)可由A態(tài)到B態(tài)(B)系統(tǒng)可由B態(tài)到A態(tài)對(duì)不可逆過(guò)程，可由A態(tài)變?yōu)锽態(tài)，也可由B態(tài)變?yōu)锳態(tài)上述說(shuō)法都不對(duì)解：由克勞修斯熵公式AS=S-S=fBdQ可逆0，BAAT等號(hào)適用于可逆過(guò)程，不等號(hào)適用于不可逆過(guò)程。孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生可逆過(guò)程時(shí)，系統(tǒng)的熵保持不變，發(fā)生不可逆過(guò)程時(shí)，系統(tǒng)的熵增加。im5.甲說(shuō)：“由熱力學(xué)第一定律可證明任何熱機(jī)的效率不可能等于1”乙說(shuō)：“熱力學(xué)第二定律可表述為效率等于100的熱機(jī)不可能制造成功”丙說(shuō)：“由熱力學(xué)第一定律可證明任何卡諾循環(huán)的效率都等于1(T/T)”丁說(shuō)：“由熱力學(xué)第一定律可證

4、明理想氣體卡諾熱機(jī)(可逆的)循環(huán)的效2率等1于”對(duì)21以上說(shuō)法，有如下幾種評(píng)論，哪種是正確的？(A)甲、乙、丙、丁全對(duì)(B)甲、乙、丙、丁全錯(cuò)(C)甲、乙、丁對(duì)，丙錯(cuò)(D)乙、丁對(duì)，甲、丙錯(cuò)222D解：熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=+A，又可以表述為：第一類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。第一類永動(dòng)機(jī)是系統(tǒng)從某初態(tài)出發(fā)，不斷地經(jīng)歷狀態(tài)變化又回到原狀態(tài)，過(guò)程中不需要外界提供能量而能不斷對(duì)外做功的永動(dòng)機(jī)。即遼=。，Q=。，A0。因此甲說(shuō)法錯(cuò)誤。由熱力學(xué)第二定律的卡爾文表述可知，乙說(shuō)法正確。丙說(shuō)法和丁說(shuō)法對(duì)比，以及卡諾定理可知，丙說(shuō)法錯(cuò)誤，丁說(shuō)法正確。二填空題1一定量的理想氣體，在pv圖中，等溫線和絕熱線交

5、點(diǎn)處兩線的斜率比為0.714，則其等體摩爾熱容CV等于20775J/molK）。解：假設(shè)等溫線和絕熱線交點(diǎn)為A點(diǎn)，則等溫線的斜率為亞“dT=0VA絕熱線的斜率為（亞）VA因兩線的斜率比為0.714，則丄Y=0.714nY=14TOC o 1-5 h zCC+R（）Y=p=”nC=20.775J/molK）CCvvv2壓強(qiáng)、體積和溫度都相同的氫氣和氦氣（均視為剛性分子的理想氣體），它們的質(zhì)量之比叫：叫=1:2，它們的內(nèi)能之比E1：E2=5:3，如果它們?cè)诘葔哼^(guò)程吸收了相同的熱量，則它們對(duì)外做功之比A1：A2=5:7（各量下標(biāo)1表示氫氣，2表示氦氣）解：（1）由止=Mr可知：mmm卩2x10-31

6、,L-T卩m卩4x10-321222(2)由E=m1RT可知：E1-i52Ei3（3）由Q=MC&_T）=i2p（V_V）因等壓過(guò)程中吸收相同p卩p21221的熱量有三p(V22p(v，V)即21-V2ffV21+2i+21又等壓過(guò)程做功A=p(V-V)21可知：AVV1=21A2V-V221i+25=-2=i+2713圖示中的MT為等溫線，MQ為絕熱線，在AM,BM,CM三個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中（1）溫度降低的是AM過(guò)程（2）氣體放熱的是AM、BM過(guò)程解：（1）因?yàn)镸T為等溫線，所以，TATm,AM為降溫過(guò)程。因?yàn)镸Q是絕熱線，AM和BM外界做功比MQ多,且A0，遼0，但外界做功比QM過(guò)程多，內(nèi)能增

7、量比QM過(guò)程又少，所以由熱力學(xué)第一定律Q=A+AEV0，BM也是放熱過(guò)程。41mol理想氣體（設(shè)y=Cp/Cv為已知）的循環(huán)過(guò)程如下TV圖所示，其中CA為絕熱線，A點(diǎn)的狀態(tài)參量（耳，V”和B點(diǎn)的狀態(tài)參量（T1，V2）為已知，試求C點(diǎn)的狀態(tài)參量VC=-TC=PC=解由根據(jù)p-V相圖知V=V=VC由絕熱過(guò)程方程：B2TVY-1=恒量，TV丫-1=TV丫-1夕11C2pCRTCVCT1狀態(tài)方程：P-ApVCCTCRT1V2、丫-1。5熵是熱力學(xué)系統(tǒng)的無(wú)序性的定量量度，若一定量的理想氣體經(jīng)歷一個(gè)等溫膨脹過(guò)程，它的熵將增加(填“增加”“減少”或“不變”C;V(m3)28三計(jì)算題P(Pa)a1一定量的單原

8、子分子氣體，從A態(tài)出發(fā)經(jīng)等壓過(guò)程膨脹到B態(tài),又經(jīng)絕熱過(guò)程膨脹到C態(tài)，如圖所示，試求這全過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功、內(nèi)能的增量及吸收的熱量3mol溫度為T0=273K的理想氣體，先經(jīng)等溫過(guò)程體積膨脹到原來(lái)的5倍,然后等容加熱，使其末態(tài)的壓強(qiáng)剛好等于初始?jí)簭?qiáng)，整個(gè)過(guò)程中傳給氣體的熱量為8X104J。試畫(huà)出此過(guò)程的PV曲線，并求這種氣體的比熱容比y=Cp/Cv值。解：過(guò)程曲線如右圖所示。由初態(tài)和末態(tài)壓強(qiáng)相等可知仃=工,等溫過(guò)程：&E=0，T5VQA3RTIn葉3RTTT0V0等容過(guò)程：a0,VQ3C（5T-T）=12TCVV00又QQ+Q12TCVT0V+3RTIn5得0Q-3RTln5012T08x104-3x8.31x273xln512x27300V21.1mol-1-K-1CC+R21.1+8.31YpV1.39CC21.1VV3卡諾機(jī)（可逆的），當(dāng)高溫?zé)嵩礈囟葹?27C、低溫?zé)嵩礈囟葹?7C時(shí)，其每次循環(huán)對(duì)外做凈功8000J。今維持低溫?zé)嵩吹臏囟炔蛔?提高高溫?zé)嵩礈囟?使其每次循環(huán)對(duì)外做凈功10000J,若兩個(gè)卡諾循環(huán)都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求：（1）第二個(gè)循環(huán)熱機(jī)的效率（2）第二個(gè)循環(huán)的高溫?zé)嵩吹臏囟冉猓海?）TAA葉=12凈tQ凈tq1n118000（）,32000J丿3001一400Q