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1、大学物理练习六解答一、选择题1理想气体经历如图所示的a b c平衡过程，则系统对外作功A，从外界吸收的热量Q和内能的增量的正负情况如下： (A)(B)(C)(D)解：Babc，则A0，另外TcTa，故温度升高,内能增加。根据热力学第一定律Q=E+A，Q0。 2一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) AB和BC 解：AAB为等压膨胀过程，BC为等容降温过程，CA为等温压缩过程。3有人设计了一台卡诺热机(可逆的)每循环一次可从 400 K的高温热源吸热1800 J，向 300 K的低温热源放热 800
2、J同时对外做功1000 J，这样的设计是 (A)可以的，符合热力学第一定律 (B)可以的，符合热力学第二定律 (C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量 (D)不行的，这个热机的效率超过理论值 解：D，而超过理论值。4“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？ (A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。(B)不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。(C)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。解：C理想气体发生了膨胀, 是在产生其它影响的情况下，将
3、热量全部变为有用功。5理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态的温度T1与T2和始、末两态气体分子的平均自由程与的关系为 (A)T1T2，= (B)T1T2，=(C)T12T2，= (D)T12T2，=解：B因绝热则，向真空自由膨胀不作功，所以，T1T2。，二、填空题1在p-V图上（1）系统的某一平衡态用 来表示；（2）系统的某一平衡过程用 来表示；（3）系统的某一平衡循环过程用 来表示。解:（1）系统的某一平衡态用一个点来表示。（2）系统的某一平衡过程用一条曲线来表示。（3）系统的某一平衡循环过程用封闭曲线来表示。2如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为S1
4、和S2，那么：（1）如果气体的膨胀过程为a-1-b，则气体对外作功A= S1 +S2 ；（2）如果气体进行a-2-b-1-a的循环过程，则它对外作功A= - S1 。32mol单原子分子理想气体，经一等容过程后，温度从200K上升到500K，若该过程为准静态过程，气体吸收的热量为 ；若为不平衡过程，气体吸收的热量为 。解：等容过程则，若为不平衡过程，过程曲线有间断点无法求功。此题正好功为零，。4将1 mol理想气体等压加热，使其温度升高72 K，传给它的热量等于1.60103 J，求：(1) 气体所作的功A= ；(2) 气体内能的增量= ； (3) 比热容比g = 。解：53 mol的理想气体
5、开始时处在压强p1 =6 atm、温度T1 =500 K的平衡态经过一个等温过程，压强变为p2 =3 atm该气体在此等温过程中吸收的热量为Q_J。 (普适气体常量)解: 6一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由压缩到，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3) 绝热过程其中：_过程外界对气体做功最多；_过程气体内能减少最多；_过程气体放热最多。解:绝热；等压；等压. 等温过程放热等压过程放热,三、计算题11mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿pV图所示直线变化到状态B(p2,V2)，试求：（1）气体的内能增量；（2）气体对外界所作的功；（3）气体吸收的热量
6、；（4）此过程的摩尔热容。（摩尔热容，其中表示1mol物质在过程中升高温度时所吸收的热量。）解：(1) (2),(3)(4)21 mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中12为直线，23为绝热线，31为等温线已知T2 =2T1，V3=8V1 试求：(1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用T1和已知常量表示)(2) 此循环的效率(注：循环效率=W/Q1，W为整个循环过程中气体对外所作净功，Q1为循环过程中气体吸收的热量).解：(1) 12：， 23： ，31： (2)3一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为p0= 1.0105 Pa，体积为V0 =410-3m3，温度为
7、T0=300K的初态，后经等压膨胀过程温度上升到T1=450K，再经绝热过程温度降回到T2=300K，求气体在整个过程中对外作的功解：等压过程： 绝热过程：由得 整个过程：4一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A (1)求AB，BC，CA各过程中系统对外所作的功W，内能的增量以及所吸收的热量Q(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和) 解：(1)AB：， BC：CA：(2)中部石漠化综合防治水土保持区，要加强林草植被的保护与恢复，加强山洪地质灾害防治，加强石漠化综合治理，遏制石漠化蔓延，增强区域水土保持能力；东部生物多样性保护水土保持区，要加强自然保护区建设和流域水土流失区综合治理，切实保护生物多样性和特有自然景观，增强森林生态系统功能。
