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文檔簡介
習題七氣體在平衡態(tài)時有何特征?氣體的平衡態(tài)與力學中的平衡態(tài)有何不同 ?答:氣體在平衡態(tài)時,系統(tǒng)與外界在宏觀上無能量和物質(zhì)的交換; 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化.力學平衡態(tài)與熱力學平衡態(tài)不同.當系統(tǒng)處于熱平衡態(tài)時,組成系統(tǒng)的大量粒子仍在不停地、無規(guī)那么地運動著,大量粒子運動的平均效果不變,這是一種動態(tài)平衡?而個別粒子所受合外力可以不為零?而力學平衡態(tài)時,物體保持靜止或勻速直線運動,所受合外力為零.氣體動理論的研究對象是什么?理想氣體的宏觀模型和微觀模型各如何 ?答:氣體動理論的研究對象是大量微觀粒子組成的系統(tǒng). 是從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和分子運動論出發(fā),運用力學規(guī)律,通過統(tǒng)計平均的方法,從宏觀看,在溫度不太低,壓強不大時,強越低,溫度越高,這種近似的準確度越高.運動的質(zhì)點.求出熱運動的宏觀結(jié)果,再由實驗確認的方法.實際氣體都可近似地當作理想氣體來處理,壓理想氣體的微觀模型是把分子看成彈性的自由出發(fā),運用力學規(guī)律,通過統(tǒng)計平均的方法,從宏觀看,在溫度不太低,壓強不大時,強越低,溫度越高,這種近似的準確度越高.運動的質(zhì)點.求出熱運動的宏觀結(jié)果,再由實驗確認的方法.實際氣體都可近似地當作理想氣體來處理,壓理想氣體的微觀模型是把分子看成彈性的自由何謂微觀量?何謂宏觀量?它們之間有什么聯(lián)系?答:用來描述個別微觀粒子特征的物理量稱為微觀量?如微觀粒子 (原子、分子等)的大小、質(zhì)量、速度、能量等.描述大量微觀粒子(分子或原子)的集體的物理量叫宏觀量,如實驗中觀測得到的氣體體積、壓強、溫度、熱容量等都是宏觀量.氣體宏觀量是微觀量統(tǒng)計平均的結(jié)果.7.6計算以下一組粒子平均速率和方均根速率Ni214682Vi(ms1)解:平均速率NMNi2110 420 630 840250方均根速率21方均根速率214 68 289021.71ms41V22NiViNiTOC\o"1-5"\h\z21102 4202 6103 8402 2502V 21 4 68 2125.6ms7.7速率分布函數(shù)f(v)的物理意義是什么?試說明以下各量的物理意義(n為分子數(shù)密度,N為系統(tǒng)總分子數(shù)).〔1〕f(v)dv〔2〕nf(v)dv〔3〕Nf(v)dv〔4〕v0f(v)dv〔5〕 0f(v)dvv2〔6〕 Nf(v)dvv1解:f(v):表示?定質(zhì)量的氣體,在溫度為T的平衡態(tài)時,分布在速率v附近單位速率區(qū)TOC\o"1-5"\h\z間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 .f(v)dv:表示分布在速率v附近,速率區(qū)間dv內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比nf(v)dv:表示分布在速率v附近、速率區(qū)間dv內(nèi)的分子數(shù)密度.Nf(v)dv:表示分布在速率v附近、速率區(qū)間dv內(nèi)的分子數(shù).v0f(v)dv:表示分布在w~V2區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.0f(v)dv:表示分布在0~的速率區(qū)間內(nèi)所有分子,其與總分子數(shù)的比值是 1.v2Nf(v)dv:表示分布在vi~v2區(qū)間內(nèi)的分子數(shù).vi7.8最概然速率的物理意義是什么?方均根速率、最概然速率和平均速率,它們各有何用處?答:氣體分子速率分布曲線有個極大值, 與這個極大值對應的速率叫做氣體分子的最概然速率.物理意義是:對所有的相等速率區(qū)間而言,在含有 vP的那個速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大.分布函數(shù)的特征用最概然速率 vP表示;討論分子的平均平動動能用方均根速率,討論平均自由程用平均速率.7.9容器中盛有溫度為T的理想氣體,試問該氣體分子的平均速度是多少 ?為什么?答:該氣體分子的平均速度為0.在平衡態(tài),由于分子不停地與其他分子及容器壁發(fā)生碰撞、其速度也不斷地發(fā)生變化,分子具有各種可能的速度,而每個分子向各個方向運動的概率是相等的,沿各個方向運動的分子數(shù)也相同.從統(tǒng)計看氣體分子的平均速度是 0.在同一溫度下,不同氣體分子的平均平動動能相等, 就氫分子和氧分子比擬,氧分子的質(zhì)量比氫分子大,所以氫分子的速率一定比氧分子大,對嗎 ?答:不對,平均平動動能相等是統(tǒng)計平均的結(jié)果. 分子速率由于不停地發(fā)生碰撞而發(fā)生變化,分子具有各種可能的速率,因此,一些氫分子的速率比氧分子速率大, 也有一些氫分子的速率比氧分子速率小.如果盛有氣體的容器相對某坐標系運動,容器內(nèi)的分子速度相對這坐標系也增大了,溫度也因此而升高嗎?答:宏觀量溫度是一個統(tǒng)計概念,是大量分子無規(guī)那么熱運動的集體表現(xiàn),是分子平均平動動能的量度,分子熱運動是相對質(zhì)心參照系的,平動動能是系統(tǒng)的內(nèi)動能.溫度與系統(tǒng)的整體運動無關(guān).只有當系統(tǒng)的整體運動的動能轉(zhuǎn)變成無規(guī)那么熱運動時,系統(tǒng)溫度才會變化.題7.12圖(a)是氫和氧在同一溫度下的兩條麥克斯韋速率分布曲線,哪一條代表氫 ?題6-10圖(b)是某種氣體在不同溫度下的兩條麥克斯韋速率分布曲線,哪一條的溫度較高 ?答:圖⑻中(1)表示氧,(2)表示氫;圖(b)中(2)溫度高.溫度概念的適用條件是什么?溫度微觀本質(zhì)是什么?答:溫度是大量分子無規(guī)那么熱運動的集體表現(xiàn),是一個統(tǒng)計概念, 對個別分子無意義. 溫度微觀本質(zhì)是分子平均平動動能的量度.以下系統(tǒng)各有多少個自由度:在一平面上滑動的粒子;可以在一平面上滑動并可圍繞垂直于平面的軸轉(zhuǎn)動的硬幣;一彎成三角形的金屬棒在空間自由運動.解:(1)2,(2)3,(3)67.15試說明以下各量的物理意義.3 i〔1〕丄小 〔2〕3kT 〔3〕丄kT2 2
Mmol〔5〕丄RT23Mmol〔5〕丄RT2〔6〕3RT21解:(1)在平衡態(tài)下,分子熱運動能量平均地分配在分子每一個自由度上的能量均為 -kT.23在平衡態(tài)下,分子平均平動動能均為 3kT.2在平衡態(tài)下,自由度為i的分子平均總能量均為丄kT.2由質(zhì)量為M,摩爾質(zhì)量為Mmol,自由度為i的分子組成的系統(tǒng)的內(nèi)能為 叫丄RT.Mmol21摩爾自由度為i的分子組成的系統(tǒng)內(nèi)能為丄RT.231摩爾自由度為3的分子組成的系統(tǒng)的內(nèi)能3RT,或者說熱力學體系內(nèi),1摩爾分子的23平均平動動能之總和為-RT.2有兩種不同的理想氣體,同壓、同溫而體積不等,試問下述各量是否相同 ?分子數(shù)密度;(2)氣體質(zhì)量密度;(3)單位體積內(nèi)氣體分子總平動動能; (4)單位體積內(nèi)氣體分子的總動能.解:(1)由pnkT,n—知分子數(shù)密度相同;kT(2)由―"m°lP知氣體質(zhì)量密度不同;VRT3(3)由n3kT知單位體積內(nèi)氣體分子總平動動能相同;2⑷由n丄kT知單位體積內(nèi)氣體分子的總動能不一定相同.2何謂理想氣體的內(nèi)能?為什么理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù) ?解:在不涉及化學反響, 核反響,電磁變化的情況下,內(nèi)能是指分子的熱運動能量和分子間相互作用勢能之總和?對于理想氣體不考慮分子間相互作用能量,質(zhì)量為 M的理想氣體的所有分子的熱運動能量稱為理想氣體的內(nèi)能.由于理想氣體不計分子間相互作用力,內(nèi)能僅為熱運動能量之總和?即MmolMmolRT是溫度的單值函數(shù).如果氫和氦的摩爾數(shù)和溫度相同,那么以下各量是否相等,為什么(1)分子的平均平動動能;(2)分子的平動動能;(3)內(nèi)能.3解:(1)相等,分子的平均平動動能都為 -kT.2TOC\o"1-5"\h\z5 3不相等,因為氫分子的平均動能 -kT,氦分子的平均動能3kT.\o"CurrentDocument"2 25 3不相等,因為氫分子的內(nèi)能 5RT,氦分子的內(nèi)能3RT.\o"CurrentDocument"2 2x10-4m,當有少量氦(He)混入水銀管內(nèi)頂部,水銀柱上下降為 0.6m,此時溫度為27C?mol-)?
解:(1)從圖上可得分布函數(shù)表達式Nf(v)av/v0(0V V0)Nf(v)a(V0V2V0)Nf(v)0(v2V0)av/Nv0(0VV0)f(V)a/N(V0V2V0)0(v2V0)f(v)滿足歸一化條件,但這里縱坐標是Nf1(v)而不是f(v)故曲線下的總面積為N,(2)由歸一化條件可得V。av2V02NNdvNadvNa0 V0V)3v0(3)可通過面積計算Na(2v°1.5V0)3(4)N個粒子平均速率12v0av2v0V0vf(v)dv一NvN0f(v)dv0V0dv avdvV0解:由理想氣體狀態(tài)方程pVJ^RT得Mmol汞的重度dHg1.33105Nm解:由理想氣體狀態(tài)方程pVJ^RT得Mmol汞的重度dHg1.33105Nm3氦氣的壓強P(0.760.60)dHg氦氣的體積V(0.880.60)2.010(0.760.60)M4 3mpVMmo肓4dHg(0.282.010)0.004R(273 27)4(0.760.60)dHg(0.282.010)8.31(27327)61.9110Kg設有N個粒子的系統(tǒng),其速率分布如題(1)分布函數(shù)f(v)的表達式;⑵a與V0之間的關(guān)系;V0V0之間的粒子數(shù).(4)粒子的平均速率.V。到1V。區(qū)間內(nèi)粒子平均速率.7.20圖所示.求°/c昨 2v丄dav2N3|血)117v0(5)0.5vo到Ivo區(qū)間內(nèi)粒子平均速率v0vdN0.5v)_ 1v0avvN1O.5voN1
N
尺2-dvv。N1v0vdN0.5v°NV)O.5vovf(v)dv31嚴
N1(3v。N3av°24v°)2
av
dv0.5%Nv017av:voN124O.5vo到1vo區(qū)間內(nèi)粒子數(shù)N1O.5a)(vo0.5v0)38av07av(2v6N7.21試計算理想氣體分子熱運動速率的大小介于分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.v,那么麥克斯韋速率分布函數(shù)可表示為vp解:令udNN7vovp2udu1Vp100與VpVp1001之間的因為由上Nu1,u0.02-^u2e/u得u2N
N容器中儲有氧氣,其壓強為 p=0.1MPa(即1atm)溫度為(1)單位體積中的分子 n;(2)氧分子的質(zhì)量m;(3)氣體密度0.021.66%27C,求;(4)分子間的平均距離e;(5)平均速率v;(6)方均根速率
解:(1)由氣體狀態(tài)方程pv2;(7)分子的平均動能£.nkT得(2)氧分子的質(zhì)量pkT0.11.01310523 2.451.3810 3002410mN0(3)由氣體狀態(tài)方程pV—Mmol0.0326.02RT1023 5?321026kgMmolP0.0320.11.01310RT(4)分子間的平均距離可近似計算-1e一Vn8.313005-0.13kg1 — 7.42109m32.4510(5)平均速率-JRT 831300 ,V1.60 1.60 446.58ms1VMmoi \0.032(6)方均根速率?v2 1.73RT482.87ms1\Mmol⑺分子的平均動能5 5 23 20一—kT—1.381023300 1.0410J2 27.231mol氫氣,在溫度為27C時,它的平動動能、轉(zhuǎn)動動能和內(nèi)能各是多少解:理想氣體分子的能量ERT2平動動能t3E3t28.313003739.5J轉(zhuǎn)動動能r2Er2-8.3130022493J內(nèi)能i5Ei528.31300 6232.5「Jn。1(2)由平均速率公式V1.60RT.MmolVoMmolH1VhMmolO43 57.25x10-x10-mmHg)試求在27C時單位體積中的分子數(shù)及分子的平均自由程7.24一瓶氧氣,一瓶氫氣,等壓、等溫,氧氣體積是氫氣的 2倍,求(1)氧氣和氫氣分子數(shù)密度之比;(2)氧分子和氫分子的平均速率之比.解:⑴因為pnkT那么子的有效直徑d=3x10-10m).解:由氣體狀態(tài)方程pnkT得(設分由平均自由程公式P
kT1.38101.381023300173.33102d2n7.5m7.5m10-10m)?-1J2 910203.3310177.26 x10-4Pa,平均碰撞頻率又為多少 (設分子有效直徑解:⑴碰撞頻率公式z2d2nV對于理想氣體有pnkT,即kT所以有z2dvpkTRTv1.60J'31273 455.43而v1.60\M氮氣在標準狀態(tài)下的平均碰撞頻率— 20 5- V2 10 455.431.01310zmol281.38100 2735.44108s1氣壓下降后的平均碰撞頻率-貶z1020 455.431.331041.3810232737.271mol氧氣從初態(tài)出發(fā),經(jīng)過等容升壓過程,壓強增大為原來的溫膨脹過程,體積增大為原來的分子平均自由程之比.解:由氣體狀態(tài)方程0.714s12倍,然后又經(jīng)過等2倍,求末態(tài)與初態(tài)之間〔1〕氣體分子方均根速率之比;〔2〕P1P2TiT2及P2V2 P3V3方均根速率公式v2初 Ti piv2末T\P2對于理想氣體,pnkT,即P
kT所以有kT2d2pT1P2p1T27.28x105Pa〕,溫度為27°cx末105Pa〕,溫度仍為解:氣體壓強隨高度變化的規(guī)律:27C,試計算飛機距地面的高度.mgzn0ekTMmogP°eRTpnkT及nmgzn0kTe訐mgzP°ekTz旦ln?Mmolg\o"CurrentDocument"8.31300_ 1z ln0.02899.8 0.87.29 上升到什么高度處大氣壓強減少為地面的解:壓強隨高度變化的規(guī)律1.96310m75%〔設空氣的溫度為0C〕.〔7.307.317.32沒有〕RTzMmolg8.31273, 1 3ln 2.310m0.02899.8 0.75.P0
ln-P1習題八以下表述是否正確?為什么?并將錯誤更正.〔1〕QEA〔2〕QEpdVQ2〔1〕QEA〔2〕QEpdVQ2Qi不可逆〔4〕EAQ2Qi不正確,不正確,QAEpdV1Q2Q1不可逆 1Q2⑷不正確,Q18.4pV圖上封閉曲線所包圍的面積表示什么解:⑴不正確,Q?如果該面積越大,是否效率越高QiQi,A爭面積越大,效負的,還是零,各局部面積大小0.答:封閉曲線所包圍的面積表示循環(huán)過程中所做的凈功?由于率不一定高,因為 還與吸熱Qi有關(guān).8.5如題8.5圖所示,有三個循環(huán)過程,指出每一循環(huán)過程所作的功是正的、說明理由.解:各圖中所表示的循環(huán)過程作功都為 o.因為各圖中整個循環(huán)分兩局部,相等,而循環(huán)方向一個為逆時針,另一個為順時針,整個循環(huán)過程作功為8.6 用熱力學第一定律和第二定律分別證明,在pV圖上一絕熱線與一等溫線不能有兩假設有兩個交點a和b,那么經(jīng)等溫ab過程有E1Q1A0
絕a b過程E2A0E2 A20從上得出El E2,這與a,b兩點的內(nèi)能變化應該相同矛盾.2.假設兩條曲線有兩個交點,那么組成閉合曲線而構(gòu)成了一循環(huán)過程,這循環(huán)過程只有吸熱,無放熱,且對外做正功,熱機效率為 100%,違背了熱力學第二定律.一循環(huán)過程如題8.7圖所示,試指出:(1)ab,bc,ca各是什么過程;⑵畫出對應的pV圖;該循環(huán)是否是正循環(huán)?該循環(huán)作的功是否等于直角三角形面積 ?用圖中的熱量Qab,Qbc,Qac表述其熱機效率或致冷系數(shù).解:⑴ab是等體過程bc過程:從圖知有VKT,K為斜率由pVvRT得vRp故bc過程為等壓過程ca是等溫過程(3)該循環(huán)是逆循環(huán)P(3)該循環(huán)是逆循環(huán)PV圖中的圖形.⑵pV圖如題圖1V題圖兩個卡諾循環(huán)如題7-6圖所示,它們的循環(huán)面積相等,試問:它們吸熱和放熱的差值是否相同;對外作的凈功是否相等;效率是否相同?答:由于卡諾循環(huán)曲線所包圍的面積相等, 系統(tǒng)對外所作的凈功相等, 也就是吸熱和放熱的差值相等?但吸熱和放熱的多少不一定相等,效率也就不相同.評論下述說法正確與否?功可以完全變成熱,但熱不能完全變成功;⑵熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,不能從低溫物體傳到高溫物體.(3)可逆過程就是能沿反方向進行的過程,不可逆過程就是不能沿反方向進行的過程.答:(1)不正確?有外界的幫助熱能夠完全變成功;功可以完全變成熱,但熱不能自動地完全變成功;不正確.熱量能自動從高溫物體傳到低溫物體, 不能自動地由低溫物體傳到高溫物體. 但在外界的幫助下,熱量能從低溫物體傳到高溫物體.不正確?一個系統(tǒng)由某一狀態(tài)出發(fā),經(jīng)歷某一過程達另一狀態(tài),如果存在另一過程,它能消除原過程對外界的一切影響而使系統(tǒng)和外界同時都能回到原來的狀態(tài), 這樣的過程就是可逆過程.用任何方法都不能使系統(tǒng)和外界同時恢復原狀態(tài)的過程是不可逆過程. 有些過程雖能沿反方向進行,系統(tǒng)能回到原來的狀態(tài), 但外界沒有同時恢復原狀態(tài), 還是不可逆過程.SS BdQ可逆 SS BdQ不可逆SBSA△——- SB SA △ —8.10根據(jù) AT及 A T ,這是否說明可逆過程的熵變大于不可逆過程熵變?為什么?說明理由.答:這不能說明可逆過程的熵變大于不可逆過程熵變, 熵是狀態(tài)函數(shù),熵變只與初末狀態(tài)有關(guān),如果可逆過程和不可逆過程初末狀態(tài)相同,具有相同的熵變?只能說在不可逆過程中,系統(tǒng)的熱溫比之和小于熵變.如題8.11圖所示,一系統(tǒng)由狀態(tài)a沿acb到達狀態(tài)b的過程中,有350J熱量傳入系統(tǒng),而系統(tǒng)作功126J.⑴假設沿adb時,系統(tǒng)作功42J,問有多少熱量傳入系統(tǒng)?(2)假設系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時,外界對系統(tǒng)作功為 84J,試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱?熱量傳遞是多少?解:由abc過程可求出b態(tài)和a態(tài)的內(nèi)能之差Q EAEQA350126 224Jabd過程,系統(tǒng)作功A42JQEA224 42266J系統(tǒng)吸收熱量ba過程,外界對系統(tǒng)作功A84JQEA22484308J系統(tǒng)放熱1mol單原子理想氣體從300K加熱到350K,冋在以下兩過程中吸收了多少熱量 ?增加了多少內(nèi)能?對外作了多少功?(1)體積保持不變;(2)壓力保持不變.解:(1)等體過程由熱力學第一定律得QEQECv(T2 T1)*仃2T1)8.31(350300)62325J對外作功〔2〕等壓過程吸熱內(nèi)能增加Cp(T2Ti)RE Ti)8.31(350300)1038.75」Ti)8.31(350 300)邊25jE1038.75623.5對外作功8.13一個絕熱容器中盛有摩爾質(zhì)量為度v運動,假設容器突然停止運動,求氣體溫度的升高量內(nèi)能〕?Mmol,比熱容比為415.5j的理想氣體,整個容器以速〔設氣體分子的機械能全部轉(zhuǎn)變?yōu)?mu解:整個氣體有序運動的能量為 2化2,轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w分子無序運動使得內(nèi)能增加,溫度變1T-M28.140.01m氮氣在溫度為300K氣經(jīng)等溫及絕熱壓縮后的〔1〕體積;解:〔1〕等溫壓縮由P1V1 P2V2—CvTM21
molu二~Cv2
mu212MmolU2〔 1〕2R時,由0.1MPa〔即1atm〕壓縮到10MPa.試分別求氮〔2〕溫度;〔3〕各過程對外所作的功.T300K對外作功〔2〕絕熱壓縮Cv求得體積5r2由絕熱方程P2V2P2100.0111033mp1Vln回P211.013105 0.01ln0.014.67VRTlnV1103JP1V1、1/P2))1/1(旦)乂P2(P21丄()4 0.01 1.9310310 miTiP2Pi熱力學第一定律QE所以i由絕熱方程TiPii4 043001 (i0)JMMCv(T2molTi)T2P2得T2 579K8.i5為MMmoli.0i3i05 0.00i300PVRTPiViRT125R(T2Ti)5-(579 300)2理想氣體由初狀態(tài)〔Pi,Vi〕經(jīng)絕熱膨脹至末狀態(tài)23.5i03J〔P2,V2〕?試證過程中氣體所作的功PiVi p2V2i,式中為氣體的比熱容比.答:證明:由絕熱方程pVPiVip2V2C得PiVi所以8.i6imol的理想氣體的過程氣體對外做的功.V2ViV2VipdVPiVi卑vPiVii'v2iPiViViiV2PiVi匕(V2ii]i)iPiViVip2V2V2iA PiVi P2V2T-V圖如題7-i5圖所示,ab為直線,延長線通過原點 O?求ab解:設TKV由圖可求得直線的斜率K為To2Vo得過程方程由狀態(tài)方程得ab過程氣體對外作功pVRTRTV2VoAvoPdV2VoRTdV2VoRTdVvoV2VoRToVoV2VoVdV2Vo匹dV匹Vo2Vo 28.17某理想氣體的過程方程為Vp1" a,a為常數(shù),氣體從Vi膨脹到V2?求其所做的功.解:氣體作功V2a2AV1VV2a2AV1V2dVV2pdVviV12/11\a(£V2)Vi8.18 設有一以理想氣體為工質(zhì)的熱機循環(huán),如題 7-17圖所示?試證其循環(huán)效率為V1V2P1P2答:等體過程吸熱絕熱過程等壓壓縮過程放熱Q1Cv仃2T吸熱絕熱過程等壓壓縮過程放熱Q1Cv仃2T1)Q1 Q1Cv(P1V2RQ3oP2V1)R)Q2Cp(T2 T1)Q2Cp(T2T1)P2V1RP2V1RP2V2)R)Q2循環(huán)效率1Q21Cp1Q21Cp(p2V1p2V2)CV(PlV2P2V2)1(1/21)(Pl/P2 1)一^諾熱機在1000K和300K的兩熱源之間工作,試計算熱機效率;80%那么80%那么高溫熱源溫度需提高多少80%那么低溫熱源溫度需降低多少假設高溫熱源不變,要使熱機效率提高到解:(1)卡諾熱機效率3001 70%1000(2)低溫熱源溫度不變時,假設TiTi80%要求T11500k,高溫熱源溫度需提高500KT2T2要求T2200K,低溫熱源溫度需降低100K8.20如題8.20圖所示是一理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程, 其中AB和CD和DA為絕熱過程,B點和C點的溫度分別為T2和T3.求此循環(huán)效率嗎?121解:(1)熱機效率Q1AB等壓過程Q1 CP(T2 ^1)Q1丁Cp(TbTa)吸熱MmolCD等壓過程Q2vCp(T2T1)Q2Q2 M Cp(TcTd)放熱MmolQ2TcTd Tc(1Td/Tc)Q1TbTa Tb(1Ta/Tb)?這是卡諾循環(huán)1點80%是等壓過程,BC根據(jù)絕熱過程方程得到AD絕熱過程BC絕熱過程又AD絕熱過程BC絕熱過程又1 1-J-PaTAPdTd111PbTbPc TcpA Pb pcpDTdTcTbT2(2)不是卡諾循環(huán),因為不是工作在兩個恒定的熱源之間.〔1〕用一^諾循環(huán)的致冷機從 7C的熱源中提取1000J的熱量傳向27C的熱源,需要多少功?從-173C向27C呢?(2)一可逆的卡諾機,作熱機使用時,如果工作的兩熱源的溫度差愈大,那么對于作功就
愈有利.當作致冷機使用時,如果兩熱源的溫度差愈大,對于致冷是否也愈有利 ?為什么?解:(1)卡諾循環(huán)的致冷機Q2 T?eA T1 T27Ct27c時,需作功A T2173Ct27C時,需作功T%2300280280A T2173Ct27C時,需作功T%2300280280100071.4JA2T^Q2T230010010002000J(2)從上面計算可看到,當高溫熱源溫度一定時,低溫熱源溫度越低,溫度差愈大,提取同樣的熱量,那么所需作功也越多,對致冷是不利的.1008.22如題8.
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