綜合題練習(xí)PPT資料

綜合題練習(xí)(liànxí)第一頁(yè)，共18頁(yè)。優(yōu)選綜合題練習(xí)(liànxí)第二頁(yè)，共18頁(yè)。1.1mol單原子分子理想氣體作如圖所示的循環(huán)過程(guòchéng)，其中AB為直線，BCA是等溫線，求該循環(huán)的效率．V12V1VOpp12p1ABC解：直線AB過程(guòchéng)中溫度并非單調(diào)變化的，因而該過程(guòchéng)中既有吸熱又有放熱．為計(jì)算吸收(xīshōu)的熱量Q1，寫出直線AB段的過程方程L:上式化簡(jiǎn)為對(duì)直線AB段中的任一微過程：3第三頁(yè)，共18頁(yè)。當(dāng)dQ>0時(shí)吸熱(xīrè)，這時(shí)解出可見吸熱過程存在于氣體體積由V1膨脹到時(shí)．4第四頁(yè)，共18頁(yè)。所吸收(xīshōu)熱量為該循環(huán)(xúnhuán)對(duì)外作功為循環(huán)(xúnhuán)效率為5第五頁(yè)，共18頁(yè)。2.氣缸內(nèi)有一定量的氧氣(看成剛性分子理想氣體)，作如圖所示的循環(huán)過程，其中(qízhōng)ab為等溫過程，bc為等體過程，ca為絕熱過程．已知a點(diǎn)的狀態(tài)參量(pa,Va,Ta)，b點(diǎn)的體積Vb=3Va．求該循環(huán)的效率．pabcVVbVaOpaT解：根據(jù)熱力學(xué)第一(dìyī)定律：ab為等溫過程，故吸熱(xīrè)ca為絕熱過程，故有得6第六頁(yè)，共18頁(yè)。pabcVVbVaOpaT式中所以(suǒyǐ)bc為等體過程(guòchéng)，Tc<Tb，A=0，故為放熱過程(guòchéng)．放熱循環(huán)(xúnhuán)效率為7第七頁(yè)，共18頁(yè)。3.什么熱機(jī)工作于質(zhì)量為1kg溫度為100℃的水和27℃的恒溫?zé)嵩?rèyuán)之間可獲得最大的功？求此最大功的值．解：所有工作于相同高溫(gāowēn)熱源與相同低源熱源之間的熱機(jī)，以可逆卡諾熱機(jī)的效率為最大，因而可獲得最大功.設(shè)卡諾熱機(jī)(rèjī)工作于溫度為T和T2的兩熱源之間T1=100℃=373K，T2=27℃=300K，T1≥T≥T2其效率令c表示水的比熱容，m表示水的質(zhì)量，8第八頁(yè)，共18頁(yè)。由此可得最大功的值為=4.2×103[(373－300)－300ln(373/300)]J=3.2×104J9第九頁(yè)，共18頁(yè)。4.1mol氮?dú)猓ㄒ暈閯傂噪p原子分子的理想氣體）遵守狀態(tài)變化方程(fāngchéng)pV2=常量，現(xiàn)由初態(tài)p1=10atm，V1=10L，膨脹至末態(tài)V2=40L．求：(1)氮?dú)鈱?duì)外所做的功．解：已知p1=10atm=1.013×106

Pa，

V1=10L=10-2m3，V2=40L=4×10-2m3．∵∴6.33×104Pa．=7.6×103J10第十頁(yè)，共18頁(yè)。(2)氮?dú)?dànqì)內(nèi)能的增量．解：=-1.90×104J(3)氮?dú)?dànqì)熵的增量．解：因?yàn)?yīnwèi)是理想氣體，11第十一頁(yè)，共18頁(yè)。J/K．12第十二頁(yè)，共18頁(yè)。循環(huán)(xúnhuán)效率為(3)氮?dú)?dànqì)熵的增量．013105Pa)（2）He氣O2氣各自(gèzì)熵的變化。由狀態(tài)方程(p0=pA=pB=1.向容器中的氣體放出熱量Q1，經(jīng)一段時(shí)間后．容器中氮?dú)獾臏囟壬罷1.（2）He氣O2氣各自(gèzì)熵的變化。A=三角形abc的面積系統(tǒng)(xìtǒng)熵變013105Pa)符合(fúhé)熵增原理S＝SA+SB＝9.1mol氮?dú)猓ㄒ暈閯傂噪p原子分子的理想氣體）遵守狀態(tài)變化方程(fāngchéng)pV2=常量，現(xiàn)由初態(tài)p1=10atm，V1=10L，膨脹至末態(tài)V2=40L．求：S＝SA+SB＝9.解：制冷機(jī)的工作(gōngzuò)原理如圖所示；為計(jì)算吸收(xīshōu)的熱量Q1，5.如圖示，在剛性絕熱容器中有一可無摩擦(mócā)移動(dòng)且不漏氣的導(dǎo)熱隔板，將容器分為A，B兩部分，A，B各有1mol的He氣和O2氣。已知初態(tài)He和O2的溫度分別為TA=300K,TB=600K,壓強(qiáng)pA=pB=1.013105Pa。試求：（1）整個(gè)系統(tǒng)到達(dá)平衡時(shí)的溫度T、壓強(qiáng)p；AHeBO2解：因?yàn)橄到y(tǒng)(xìtǒng)不作功,且總內(nèi)能不變由熱力學(xué)第一(dìyī)定律CVA(T-TA)+CVB(T-TB)=0=487.5(K)初態(tài)的體積VA+VB，末態(tài)體積V/A+V/B，則有VA+VB＝V/A+V/B13第十三頁(yè)，共18頁(yè)。由狀態(tài)方程(p0=pA=pB=1.013105Pa)可得（2）He氣O2氣各自(gèzì)熵的變化。14第十四頁(yè)，共18頁(yè)。He氣熵變＝9.42（J/K）O2氣熵變＝-6.70（J/K）系統(tǒng)(xìtǒng)熵變S＝SA+SB＝9.42-6.70＝2.72（J/K）>0符合(fúhé)熵增原理15第十五頁(yè)，共18頁(yè)。6.某氣體(qìtǐ)作如圖(溫熵圖)所示的循環(huán)，求該循環(huán)的效率．解：ab是溫度為T1的等溫過程，氣體(qìtǐ)吸熱Q1ca為等熵過程(guòchéng),即絕熱過程(guòchéng)

bc是放熱過程．根據(jù)T－S圖的特點(diǎn)，知Q1=矩形abS2S1的面積=T1(S2–S1)氣體在此循環(huán)中所作的功為

A=三角形abc的面積所以，此循環(huán)的效率16第十六頁(yè)，共18頁(yè)。7.設(shè)有一剛性容器內(nèi)裝有溫度為T0的一摩爾氮?dú)猓诖藲怏w和溫度也是T0的熱源之間工作一個(gè)(yīɡè)制冷機(jī)．它從熱源吸收熱量Q2；向容器中的氣體放出熱量Q1，經(jīng)一段時(shí)間后．容器中氮?dú)獾臏囟壬罷1.試證明該過程中制冷機(jī)必須消耗的功解：制冷機(jī)的工作(gōngzuò)原理如圖所示；工質(zhì)Q1Q2AT0T0→T1工作(gōngzuò)過程中制冷機(jī)必須消耗的功為A＝Ql－Q2