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1、.-高校物理练习六解答一、选择题1理想气体经受如下图的a b c 平稳过程，那么系统对外作功A，从外界吸取的热量Q 和能的增量E 的正负情形如下：E0, Q0, A0.E0, Q0, A0.E0, Q0, A0.E0, Q0, A0.(A) p(B) bc(C) aOV(D)解： Ba b c，那么 A0 ，另外 TcT a，故温度上升 ,能增加；依据热力学第确定律Q= E+A ，Q0 ；2确定量理想气体经受的循环过程用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 A BB B CC CAD A B 和 B C解： A A B 为等压膨胀过程，B C 为等容降温过程，CA 为等温
2、压缩过程；V3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CB1800 J，向300 K 的低温热源放热800 J同时对外做功1000 J，这样的设计是AA 可以的，符合热力学第确定律OB可以的，符合热力学其次定律TC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1T2130025%解： D卡，T1400A10005Q118009而设计卡 超过理论值；4“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸取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 不违反热力学第确定律，但违反热力学其次定律；B不违反热力学其次定律
3、，但违反热力学第确定律；C不违反热力学第确定律，也不违反热力学其次定律；D 违反热力学第确定律，也违反热力学其次定律；解： C理想气体发生了膨胀,是在产生其它影响的情形下，将热量全部变为有用功； 5理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原先的两倍，那么始、末两态的温度T1 与 T 2 和始、末两态气体分子的平均自由程1 与2 的关系为 1AT 1 T 2，1 =2 BT 1 T 2，1 = 22. word.zl-.-1CT1 2T2，1 =2 DT 1 2T2，1 = 22解：B QEA 因绝热那么Q0 ，向真空自由膨胀不作功，A0 ，所以E0 ，T 1 T2；二、填空题12 d 2 n
4、， nNV， V22V1 ，112n12n2 ，21在 p-V 图上 1系统的某一平稳态用来表示； 2系统的某一平稳过程用来表示； 3系统的某一平稳循环过程用来表示；解 :1系统的某一平稳态用一个点 来表示；2系统的某一平稳过程用一条曲线 来表示；3系统的某一平稳循环过程用封闭曲线 来表示；2如下图，图中画不同斜线的两局部的面积分别为S1 和 S2，那么：1假如气体的膨胀过程为a-1-b，那么气体对外作功A= S1 +S2；2假如气体进展a-2-b-1-a 的循环过程，那么它对外作功A= - S1； 3 2mol 单原子分子理想气体，经一等容过程后，温度从200K 上升到 500K，假设该过程
5、为准静态过程，气体吸取的热量为；假设为不平稳过程，气体吸取的热量为；pa1S12b解：等容过程那么A0 ，S2OVQECVT3 RT 2328.3125002007479J假设为不平稳过程，过程曲线有连续点无法求功；此题正好功为零，QECVT3RT 2328.3125002007479J ；4将 1 mol 理想气体等压加热，使其温度上升72 K，传给它的热量等于1.60 103 J，求：1 气体所作的功A= ；2 气体能的增量E = ； 3 比热容比；QEA1 ACPCV TRT600JQPCPT解：2EQA1000JECVT3CP / CVQP /E1600/10001.653 mol 的
6、理想气体开场时处在压强p1 =6 atm 、温度 T1 =500 K 的平稳态经过一个等温过程，压强变为p2 =3. word.zl-.-atm该气体在此等温过程中吸取的热量为Q J； 普适气体常量R8.31J mol1K1 QA解 :RT ln V2V1RTln P1P238.31500ln 28.64103 J6确定量理想气体，从同一状态开场把其体积由V0 压缩到V0 / 2 ，分别经受以下三种过程：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； 过程气体能削减最多； 过程气体放热最多；解 :绝热；等压；等压. 等温过程放热QTRT1 ln 2等压过程放热P
7、PQCT1CTi2RT1P124,i2ln 24三、运算题11mol 双原子分子理想气体从状态Ap 1,V1 沿 p V 图所示直线变化到状态Bp 2,V2 ，试求： 1气体的能增量； 2气体对外界所作的功；3气体吸取的热量； 4此过程的摩尔热容； 摩尔热容C中Q 表示 1mol 物质在过程中上升温度T 时所吸取的热量； Q /T ，其pE5RTT 5 P VPV 2解： 122121221111p2Bp1AA P12P2 V2V1 P2V22P1V1 P1V22P2V1OV 1V 2VP1P2PVP VA1 P VPV V1V21221 ,22211QEA6 P VPV 3 P VPV 32
8、22112211. word.zl-.-C1Q3P2V2P1V13RT2RT13RT3R4TTTT21 mol 双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中 1 2 为直线，2 3 为绝热线， 3 1 为等温线T2 =2 T1，V3=8 V1 试求： 1 各过程的功，能增量和传递的热量；用 T1 和常量表示 2 此循环的效率注：循环效率 = W/ Q1，W 为整个循环过程中气p体对外所作净功，Q1 为循环过程中气体吸取的热量.1p22解： 11 2： W1P2V22P1V1 p11VP1V1RT1，P2V2RT22RT1，31W1RT1 21RT12OV1V2V3E1CVT2T1 5RT125
9、RT12， Q1E1W13RT12 3：E2CV T3T2 CV T1T2 5RT125RT12WE5 RTp223 1：2E301 ， Q20p22V1W3RT1 ln V33 RT1 ln 22.08RT1p113Q3W32.08RT111 RT15 RTO2.08RTVV1V2V3WW1W2W32210.9230.7%QQ2113RT1 3a3确定量的刚性双原子分子理想气体，开场时处于压强为p0 = 1.0 105 Pa，体积为 V0 =4 10-3 m3，温度为 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
10、对 外作的功解：等压过程：T450P105 P 11VV0T0300410 36103 m3 P01,V0, T0 P0,V1,T1. word.zl- P2 ,V2 ,T2 4V 103 m3 .-A11.0p0 V1105V0 61034103 200J绝热过程：A2ECV T1T2 5RT12T2 p VRTRp0V0由000 得5p VT051.0105410 32A002T0T1T22300450300500J整个过程：AA1A2700 J 4确定量的单原子分子理想气体，从初态A 动身，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A1求 A B，B C，C A 各过程中系统对外所作的功W，能的增量E以及所吸取的热量Q2整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸取的总热量过程吸热的代数和1p 105 Pa3B2解： 1A B： A1pB2pAVB3VA200J ，31 ACO12V 103 m3
