物理,气体动力学,热学

1习题课第六章普通物理学上册21、热力学第一定律AEQPdVdEdQ气体对外作功PdVdA21VVPdVATvCEmv,内能变化2、热容量RCCmv,mp,RiC2mv,RiC22mp,绝热过程方程constPVrii233、循环效率1211QQQA121TTc热循环系统从高温热源吸热，对外作功，向低温热源放热。制冷循环系统从低温热源吸热，接受外界作功，向高温热源放热。2122QQQAQw212TTTwc44、热力学第二定律热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文表述：其唯一效果是热全部转变成功的过程是不可能发生的克劳修斯表述：121TT5、卡诺定理6、熵lnkS可逆任意TdQSS120ΔS5《大学物理辅导》测验题一、选择题（5）（B）热一律解：①卡诺循环效率AQQ②循环曲线面积相同，说明作功相同。121TT由P-V图可知，abbaTTcddcTTQQ6（6）（D）循环过程0E0AQ吸热aecb绝热0ecQ必须0cdeQcde过程是压缩放热的，所以，必然有放热的部分。由P-V图：但必须，所以，必然有吸热的部分，而且，吸热大于放热。0cdeQ7热二律（1）（C）它既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。单一热源吸热02112EE01Q021A绝热过程实际情况VP12021A由热一律8（3）（A）由热力学第一定律可以证明理想气体卡诺循环的效率121TT（4）（C）可逆的热力学过程一定是准静态过程。凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。9（6）（B）4123EE0,04123QQ23123ESA1T2TPoV2S1S123441241ESA10二、填空题热二律（2）c---a过程oVo2VoPo2PoVPabc设e点为系统熵最大点：eePVe,eFFecFceSSSFecFTTvCTTvClnlnmP,mv,0mP,0mv,2ln3lnVVvCVVvCee0003PVVPP0edVSd0815VVe089PPe直线方程eFFcTdTvCTdTvCmP,mv,111.如果压强随体积按线性关系变化（如图），已知某种单原子理想气体在A、B两状态的压强和体积，那么，从状态A到状态B的过程中：（1）气体作功A=?（2）内能增量△E=?（3）传递热量Q=?解(1)气体作功VPA~图中AB曲线下的面积ABAABABVVPVVPPA21ABVPAVBVAPBP其他题目12（2）内能增量：TRiTCE2mv,ABRTRTi2AABBVPVP23AAV,PABBV,PBVP（3）传递热量：AEQ132.有vmoi理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，为等压过程，。已知气体的等压摩尔热容为，在此循环过程中气体和外界交换的热量为Q。则Q。baacpp2pcabpTTvc（填“”“”或“=”）acbVpVaVbpcpaVo解：循环过程acba0E图中半圆形面积vpAQabpabTTvcQ等压过程ababTTvRi22abaVVpi22图中长方形面积v22pi填“”14求：此过程经历的最高温度Tmax.3.1mol理想气体在P~V图上经历的过程方程为：OPV解：将理想气体状态方程RTPV代入过程方程中，得到：VPP0和0P（为常数）RVVPT200dVdT由求得极值点：200PVV最高温度：RPT420max154.1mol氧气，温度为300K时,体积为m3。试求下面两过程中外界对氧气作功的多少。3102（1）绝热膨胀至体积；33m1020（2）等温膨胀至体积后，又等容冷却至和（1）膨胀后同样温度。33m1020123V1V2VP解（1）绝热过程1~3mol1v572ii123111VTVT12113VVTTK11910201023004.03316绝热过程中外界对氧气作功EAATvCmv,J1076.330011931.8253（2）等温过程1~2；等容过程2~3。123V1V2VP21AA121lnVVRTJ1074.510ln30031.83175.设有一单原子理想气体的循环过程的V-T图如图所示，已知Vc=2Va，求出循环的效率。oTVabcVcVaabcVaVcoVP解：将V-T图变成P-V图121QQabPabTTvCQQm,1aPaaabPTvCTTVVvCm,m,18cabcQQQ2abcVaVcoVPacacbVVvRTTTvClnmv,2lnmv,aavRTTvC121QQ%4.12252ln2312ln1m,mv,RRRCRCP196.一卡诺热机低温热源的温度为7.0（0C），效率为40%，若要将其效率提高到50%，则高温热源温度需提高几度？解：121TT121TTK3.93TTT121TT40.01727350.017273121TT207.1mol刚性双原子分子理想气体经历某一过程的摩尔热容量为C=Cv-R，其中，Cv为等容摩尔热容量，R为普适气体恒量。求（1）此过程的过程方程；（2）设初始状态为（P1V1）,沿此过程膨胀到2V1时对外所做的功。解（1）热容量dTdQCdTPdVdEdTdVVRTCvRCCv由题意VdVTdT常量TV过程方程212112VPPV（2）由过程方程得2221111VdVVPPdVAVV1121VP或者常量2PV常量12PT