中国石油大学(华东)大学物理2-1第八章习题答案.docVIP

习题 8习题8-1(1)图8-1选择题1一定量的理想气体，分别经历习题8-1(1)(a) 图所示的abc过程(图中虚线ac为等温线)和习题8-1(1)(b) 图所示的def过程(图中虚线df 为绝热线)，试判断这两过程是吸热还是放热（ ）(A) abc过程吸热，def过程放热(B) abc过程放热，def 过程吸热(C) abc过程def过程都吸热习题8-1(2)图(D) abc过程def过程都放热2如习题8-1(2) 图所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：A-B等压过程；A-C等温过程； A-D绝热过程。其中,吸热最多的过程（ ）(A) A-B(B) A-C(C) A-D(D) 既是A-B，也是A-C，两者一样多3用公式E=CV，mT(式中CV，m为定容摩尔热容量，为气体的物质的量)计算理想气体内能增量时，此式( )(A) 只适用于准静态的等容过程 (B) 只适用于一切等容过程(C) 只适用于一切准静态过程 (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程习题8-1(5)图4要使高温热源的温度T1升高T，或使低温热源的温度T2降低同样的T值，这两种方法分别可使卡诺循环的效率升高1和2。两者相比有（ ）(A) 12 (B) 1 S2 (B) S1 = S2 (C) S1 S2 (D) 无法确定6. 热力学第一定律表明（ ）(A) 系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热量(B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量(C) 不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量(D) 热机的效率不可能等于17. 根据热力学第二定律可知（ ）(A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体(C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程(D) 一切宏观的自发过程都是不可逆的8.不可逆过程是（ ）(A) 不能反向进行的过程(B) 系统不能回复到初始状态的过程(C) 有摩擦存在的过程或者非准静态过程(D) 外界有变化的过程 9. 关于热功转换和热量传递过程，有下列叙述：(1) 功可以完全变为热量，热量不可以完全变为功(2) 一切热机的效率都只能小于1(3) 热量不能从低温物体向高温物体传递(4) 热量从高温物体向低温物体的传递是不可逆的以上这些叙述中正确的是（ ）(A) 只有(2)，(4)正确(B) 只有(2)，(3)，(4)正确(C) 只有(1)，(3)，(4)正确(D) 全部正确8-2填空题1一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ，而随时间变化的微观是 。2处于平衡态A的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸热582J。由此可知，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所作的功为 。3同一种理想气体的定压摩尔热容Cp，m大于定容摩尔热容CV，m, 其原因是 。4常温常压下一定量的某种理想气体(视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外作功为A, 内能增加为DE， 则 = ，= 。 5习题8-2(5)图所示的卡诺循环中:(1)abcda，(2)dcefd，(3)abefa的效率分别为 、 习题8-2(5)图和 。6某卡诺致冷机的低温热源温度为T2=300K，高温热源温度为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 (其中A为外界对系统做的功)，则每一循环中外界必须做功为功为 。7有物质的量相同的三种气体：He、N2、CO2 (均视为刚性分子的理想气体)，它们从相同的初态出发，都经历等容吸热过程，若吸取相同的热量， 则：(1) 三者的温度升高 ；(相同或不同)(2) 三者压强的增加 ； (相同或不同)8由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边是真空。如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度_(升高、降低或不变)，气体的熵_(增加、减小或不变)。答案：8-1选择题1.A；2. A；3. D；4. B；5. B；6 .C；7. D；8 .C；9. A8-2填空题1 温度，压强，体积；每个微观粒子的运动状态2 166J3在等压升温过程中气体要膨胀而作功，所以要比气体等体升温过程多吸收一部分热量4 , 5 ，6 200J7 不同，不同8 不变，增加8-3一定量的理想气体，其体积和压强依照V=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所作的功；(2)体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比。解： （2）由状态方程 得 8-4. 0.02kg的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27，假设在升温过程中 (1)体积保持不变；(2)压强保持不变；(3)不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变，吸收的热量，外界对气体所作的功。解:氦气为单原子分子理想气体，i=3 (1)定容过程，V=常量，A=0 据Q=E+ A 可知 (2)定压过程，P=常量，E 与（1）同外界对气体所做的功为：A=-A=-417J （3）Q=0，E 与（1）同气体对外界做功：外界对气体所做的功为：A=-A=623J. 习题8-5图8-5如习题8-5图所示，C是固定的绝热壁，D是可动活塞，C，D将容器分成A，B两部分。开始时A，B两室中各装入同种类的理想气体，它们的温度T，体积V，压强P均相同，并与大气压强平衡。现对A，B两部分气体缓慢的加热，当对A和B给予相等的热量Q以后，A室中气体的温度升高度数与B室中气体温度升高度数之比为7:5。试求：(1)该气体的定容摩尔热容CV，m和定压摩尔热容CP，m。(2)B室中气体吸收的热量中有百分之几用于对外作功。解:(1)对A, B两部分气体缓慢的加热，皆可看作准静态过程, 两室内是同种气体 ,而且开始时两部分气体的P, V ,T均相等,所以两室的摩尔数M/ 也相同. A室气体经历的是等容过程,B室气体经历的是等压过程, 所以A, B室气体吸收的热量分别为已知 ,由上两式得因为 = +R,代入上式得(2) B室气体作功为 B室中气体吸收的热量转化为功的百分比习题8-7图8-6. 有一定量的理想气体，其压强按的规律变化，C是常量。试求：(1) 将气体从体积V1增加到V2所作的功；(2) 该理想气体的温度是升高还是降低。(1) （2）根据理想气体的状态方程有：所以,因为：所以：因此，理想气体的温度降低。8-7. 1mol单原子分子理想气体的循环过程如图8-7的TV图所示，其中c点的温度为Tc=600K，试求：(1)ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；(2)经一循环系统所做的净功；(3)循环的效率。(注:循环效率=A/Q1，A为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，=0.693)习题8-8图8-8. 热容比=1.40的理想气体，进行如习题8-8图所示的ABCA循环，状态A的温度为300K。试求：(1)状态B和C的温度； (2)各过程中气体吸收的热量、气体所作的功和气体内能的增量。8-9. 某理想气体在P-V图上等温线和绝热线相交于A点，如习题8-9图所示，已知A点的压强P1=2105Pa，体积V1=0.510-3m3，而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.741。现使气体从A点绝热膨胀至B点，其体积V2=110-3m3，试求B点处的压强和在此过程中气体对外作功。习题8-9图解：（1）等温线PV =C得 绝热线 得