第8章热力学

第八章热力学第1页思考8-1“功、热量和内能都是系统状态的单值函数”这种说法对吗?8-2质量为M的氦气(视为理想气体)，由同一初态经历下列两种过程：(1)等体过程；(2)等压过程。温度升高了ΔT(1)TCMEVV(2)TCMEpp∵VpCCVpEE，以上解8-3摩尔数相同的氦气和氮气(视为理想气体)，从相同的初状态(即p、V、T相同)开始（1（2（3）气体分子平均速率的增量相同。8-4一定量的理想气体，从p-V图上同一初态A开始，分别经历三种不同的过程过渡到不同的末态，但末态的温度相同，如图所示，其中A→C是绝热过程，问：(1)在A→B(2)在A→D过程中气体是吸热还是放热?为什么?8-5在下列理想气体各种过程中，哪些过程可能发生？哪些过程不可能发生？为什(1)(2)(3)(4)8-6甲说：“系统经过一个正的卡诺循环后，系统本身没有任何变化。”乙说：“系统经过一个正的卡诺循环后，不但系统本身没有任何变化，而且外界也没有任何变化。”甲和乙B等温线CDpOV思考题8-4bacpOV思考题8-9第八章热力学第2页8-7从理论上讲，提高卡诺热机的效率有哪些途径？在实际中采用什么办法?8-8(1)(2)8-9理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外作功A，从外界吸收的热量Q和内能的增量ΔE()(A)E0，Q0，A0；(B)E0，Q0，A0；(C)E0，Q0，A0；(D)E0，Q0，A0。8-10一定量的理想气体，从p-V图上初态a经历1或2过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，问两过程中气体吸热还是放热?()(A)1过程吸热，2(B)1过程放热，2(C)(D)8-11一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a′经②过程cba到达相同的终态b，如图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1、Q2的关系为()(A)Q10，Q1Q2；(B)Q10，Q1Q2；(C)Q10，Q1Q2；OVab1思考题8-102pba12OT思考题8-11ca第八章热力学第3页(D)Q10，Q1Q2；8-12一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J，则经历acbda过程时吸热为()(A)-1200J；(B)-1000J；(C)-700J；(D)1000J8-13设在某一过程P中，系统由状态A变为状态B，如果________________，则过程P称为可逆过程；如果________________，则过程P8-14一定量的理想气体，从p-V图上状态A出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试画出这三种过程的p-V(1)气体对外作功最大的是_________(2)气体吸热最多的是___________8-15卡诺致冷机,其低温热源温度为T2=300K，高温热源温度，T1=450K，每一循环从低温热源吸热Q2=400J。已知该致冷机的致冷系数为2122TTTAQ(式中A为外界对系统作的功)，则每一循环中外界必须作功A=__________________。9-16从统计的意义来解释：不可逆过程实质上是一个__________________的转变过程。一切实际过程都向着__________________的方向进行。习8-11mol双原子分子理想气体从状态A(P1,V1)沿p-V图所示直线变化到状态B(P2,V2),试求:(1)(2)(3)(4)b1Oe)10(5Papd思考题8-124)10(33mVac14思考题8-14ApO1VV2V第八章热力学第4页习题指导P1368-18-21mol刚性双原子分子的理想气体,开始时处于P1=1.01×105Pa,V1=10-3m3的状态。然后经图示直线过程Ⅰ变到P2=4.04×105Pa,V2=2×10-3m3的状态。后又经过程方程为pV1/2=C(常量)的过程Ⅱ变到压强P3=P1=1.01×105Pa的状态。求:(1)(2)整个过程气体吸收的热量。习题指导P1278-38-3一定量的理想气体,从A态出发,经p-V图中所示的过程到达B态,试求在该过程中,该气体吸收的热量。习题指导P1368-28-4温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体,经等温过程体积膨胀至原来的3(1)(2)假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少?习题指导P1368-38-5一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里,此气缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)。已知气体的初压强p1=1atm,体积V1=10-3m3,现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍,然后在等体下加热,到压强为原来的2倍,最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为止,试(1)在p-V(2)(3)习题8-3)10(5Pap4ACDBO125)(3mV8),(11Vp习题8-213ppp),(22VpOVIII习题8-1pAO1VV2V1p2pB第八章热力学第5页(4)在整个过程中气体所作的功。(1atm=1.013×105Pa)习题指导P1288-48-62mol单原子分子的理想气体,开始时处于压强P1=10atm、温度T1=400K的平衡态。后经过一个绝热过程,压强变为P2=2atm,习题指导P1378-48-7有1mol刚性多原子分子的理想气体,原来的压强为1.0atm,温度为27℃,若经过一绝热过程,使其压强增加到16atm。试求:(1)(2)(3)习题指导P1378-58-8一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为P0=1.0×105Pa,体积为V0=4×10-3m3,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,习题指导P1378-68-9如果一定的理想气体,其体积和压强依照V=a/p的规律变化,其中a为已知常数。试求:(1)气体从体积V1膨胀到V2(2)体积为V1时的温度T1与体积V2时的温度T2习题指导P1378-78-10一卡诺循环的热机,高温热源温度是400K,每一循环从此热源吸进100J热量并向一低温热源放出80J热量。求:(1)(2)习题指导P1388-88-111mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环(可逆的)。在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3,终止体积为V2=0.005m3,试求此气体在每一循环过程中:(1)从高温热源吸收的热量Q1；第八章热力学第6页(2)气体所作的净功A(3)气体传给低温热源的热量Q2习题指导P1378-98-12气缸内贮存有36g水蒸气(视为刚性分子理想气体),经abcda循环过程,如图所示,其中a-b、c-d为等体过程,b-c为等温过程,d-a为等压过程。试求:(1)Ada=?(2)Eab=?(3)循环过程水蒸气作的净功A=?(4)循环效率η=?习题指导P1298-78-131mol单原子分子的理想气体,经过如图所示的可逆循环,联结ac两点的曲线Ⅲ的方程为p=P0V2/20V,a点的温度为T0。(1)试以T0、R(2)求此循环的效率。习题指导P1388-108-14一理想气体的循环过程如图所示由1经绝热压缩到2,再等体加热到3,然后绝热膨胀到4,再等体放热到1。设V1、V2、γ为已知,且循环的效率η=A/Q(式中A为循环过程气体对外作的净功,Q为循环中气体吸收的热量)。求证:此循环的效率1211VV习题指导P1398-11习题8-126bca2dO2550)(atmp)10(33mV习题8-13p09pbIIIIIcaI0pOV0V习题8-14p321O2VV1V4