熱力學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題

熱力學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題課一、基本要求1、掌握功、熱量和內(nèi)能的概念，理解平衡過程。3、理解循環(huán)過程和卡諾循環(huán)4、理解熱力學(xué)第二定律的兩種敘述，理解可逆過程和不可逆過程。2、熟練分析、計算理想氣體等值過程中功、熱量和內(nèi)能。二、基本內(nèi)容1、功、熱量、內(nèi)能2、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用(過程量)(過程量)(狀態(tài)量)等值過程中和的計算見附表等溫過程等壓過程等體過程絕熱過程附表：3、熱循環(huán)4、熱力學(xué)第二定律的兩種表述（1）正循環(huán)卡諾循環(huán)（2）逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)克勞修斯“熱量不能自動的從低溫物體傳向高溫物體”開爾文“其唯一效果是熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^程是不可能的”5、可逆過程和不可逆過程三、討論1、系統(tǒng)吸熱是否一定溫度升高？討論：首先要明白熱量是熱傳遞能量，而溫度是系統(tǒng)熱運動程度的量度。因此，系統(tǒng)的溫度變化與熱量傳遞無必然聯(lián)系。例如等溫膨脹過程吸熱，對外作功而內(nèi)能、溫度保持不變。又例如絕熱過程，但系統(tǒng)內(nèi)能、溫度可以變化。2、對P-V圖的研究討論：由絕熱過程知（103）則，或（1）圖示103為絕熱線，試討論123和13過程中和的正負(fù).若123過程，有若13過程，有（2）圖示氣體經(jīng)歷的各過程，其中ad為絕熱線，圖中兩虛線為等溫線，試分析各過程的熱容量的正負(fù)討論：1）ad過程為絕熱過程，則2）bd有因所以3）cd有因所以討論：等溫絕熱12過程作功多少？（為什么？）12過程內(nèi)能增加多少？那么12過程熱量的正負(fù)如何？無法直接判斷!從圖上知道（3）圖示，試判斷12過程中的正負(fù).所以（吸熱?。?、準(zhǔn)靜態(tài)過程是否一定是可逆過程？可逆過程是否一定是準(zhǔn)靜態(tài)過程？討論：準(zhǔn)靜態(tài)過程不一定是可逆過程。如果準(zhǔn)靜態(tài)過程有摩擦存在，由于有熱功轉(zhuǎn)換的不可逆，因而該準(zhǔn)靜態(tài)過程就是不可逆過程，沒有耗散的準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆過程.可逆過程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過程。因為如果是非靜態(tài)過程是無法重復(fù)正過程的狀態(tài).四、計算1、0.1mol氧氣經(jīng)歷圖示過程，其中3-4為絕熱過程且，計算各過程的和.解：12為等壓過程23等體過程由物態(tài)方程計算34絕熱過程2、1mol氦氣作如圖循環(huán)，其中bc為絕熱線，ab為等體線，ca為等壓線，求循環(huán)效率.解：需計算循環(huán)過程中的吸熱和放熱，先計算各點溫度由理想氣體物態(tài)方程，得ab為吸熱（等體過程）ca為放熱（等壓過程）3.一汽缸內(nèi)盛有1mol溫度為27℃,壓強為1atm的氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體).先使它等壓膨脹到原來體積的兩倍,再等體升壓使其壓強變?yōu)?atm,最后使它等溫膨脹到壓強為1atm.求:氧氣在全部過程中對外作的功,吸的熱及其內(nèi)能的變化.

剛性分子能量自由度單原子分子

303雙原子分子325多原子分子336分子自由度平動轉(zhuǎn)動總4.計算2mol的氦氣（He）在圖示過程中的各值.解：等體（放熱，內(nèi)能減少）等壓5.1mol單原子氣體氖經(jīng)歷圖示循環(huán)求其效率.解：吸熱放熱或6.0.1mol氧氣經(jīng)歷圖示過程，體積膨脹了3倍。其中a-b是等溫過程，b-c為絕熱過程。計算各過程的功。7.溫度、壓強和體積都相等的氫氣和氦氣，求它們的質(zhì)量比和內(nèi)能比。

v摩爾的單原子分子理想氣體，經(jīng)歷如圖的熱力學(xué)過程,8VpO··V02V0p02p0在該過程中，放熱和吸熱的區(qū)域