大学物理下毛峰(3)

8、下列过程是可逆过程还是不可逆过程？说明理由。

（1） 恒温加热使水蒸发；

（2） 由外界做功使水在恒温下蒸发；

（3） 在体积不变的情况下，用温度为T2的炉子加热容器中的空气，使它的温度由T1升到T2； （4） 高速行驶的卡车突然刹车停止。 答：（1）不可逆。因为加热使外界发生了变化。 （2）不可逆。因为做功使外界发生了变化。 （3）不可逆。因为加热使外界发生了变化。 （4）不可逆。因为刹车有耗散力做功。

9、热力学系统从初平衡态A经历过程P到末平衡态B．如果P为可逆过程，其熵变为

SB?SA??BdQdQ可逆不可逆；如果P为不可逆过程，其熵变为SB?SA??，你说对吗？哪一个表

AATTB述要修改，如何修改？

答：不对．熵是状态函数，熵变只与初末状态有关，如果过程P为可逆过程其熵变为：

dQ可逆SB?SA??

ATB如果过程P为不可逆过程，其熵变为

SB?SA??BdQ不可逆TA

10、如图所示，一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中，有350 J热量传入系统，而系统作功126 J． (1)若沿adb时，系统作功42 J，问有多少热量传入系统?

(2)若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对系统作功为84 J，试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?

题10图

解：由acb过程可求出b态和a态的内能之差 Q??E?A

?E?Q?A?350?126?224 J

adb过程，系统作功A?42 J

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Q??E?A?224?42?266J 系统吸收热量

ba过程，外界对系统作功A??84J

Q??E?A??224?84??308J 系统放热

11、1 mol单原子理想气体从300 K加热到350 K，问在下列两过程中吸收了多少热量？增加了多少内能？对外作了多少功？ (1)体积保持不变； (2)压强保持不变． 解：(1)等体过程

由热力学第一定律得Q??E

吸热 Q??E??CV(T2?T1)??iR(T2?T1) 23?8.31?(350?300)?623.25 J 2对外作功 A?0

Q??E?(2)等压过程

Q??CP(T2?T1)??吸热 Q?i?2R(T2?T1) 25?8.31?(350?300)?1038.75 J 2 ?E??CV(T2?T1) 内能增加 ?E?3?8.31?(350?300)?623.25 J 2.75?623.5?415.5J 对外作功 A?Q??E?103812、一个绝热容器中盛有摩尔质量为M(mol)，比热容比为?的理想气体，整个容器以速度v运动。若容器突然停止运动，求气体温度的升高量(设气体分子的机械能全部转变为内能)．

12mv，转变为气体分子无序运动使得内能增加，温度变化 2m1CV?T?mv2 ?E?M2解：整个气体有序运动的能量为 ?T?111Mv2?Mv2(??1) 2CV2R13、0.01 m3氮气在温度为300 K时，由0.1 MPa(即1 atm)压缩到10 MPa．试分别求氮气经等温及绝热压缩后的(1)体积；(2)温度；(3)各过程对外所作的功． 解：(1)等温压缩 T?300K

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由p1V1?p2V2 求得体积 pV0.1 V112???0.01?1?10?4 m3p 210对外作功

A??RTlnV2V?pVlnp11 1p2 ?0.1?1.013?105?0.01?ln0.01

??4.67?102J

(2)绝热压缩C5V?2R ??75 由绝热方程 p??p?1V11/?1V1?p2V2 V2?(p)

21 Vp?1V11/?p12?(p)?()?V1

2p25?(0.110)7?0.01?3.73?10?4m 由绝热方程T??11p??1?T????12p2 得 T??T???11p2.42?3001?(100)0.4p??1T2?1118K

1热力学第一定律Q??E?A，Q?0 所以 A??mMCV(T2?T1) pV?mpV5MRT，A??11RTR(T2?T1) 12A??1.013?105?0.001300?52?(1118?300)??690.8 J

14、理想气体由初状态(p1,V1)经绝热膨胀至末状态(p2,V2)．试证过程中气体所作的功为A?p1V1?p2V2??1，式中?为气体的比热容比.

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答：证明： 由绝热方程

pV??p1V1??p2V2??C 得p?p1V1?1 V?A??pdV

V1V2A??V2V1p1V1?dvp1V1?11(V2???1?V1???1) p1V1r??(??1???1)????1v??1V2V1?p1V1?V1???1?p2V2?V2???1 ?

??1所以 A?p1V1?p2V2

??115、1 mol的理想气体的T-V图如图所示，ab为直线，延长线通过原点O．求ab过程气体对外做的功．

题15图

解：设T?KV由图可求得直线的斜率K为 K?T0 2V0得过程方程 T?T0V 2V0由状态方程 pV??RT 得 p??RTV …… 此处隐藏：287字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……