大学物理-第8章习题解答.doc

第8章8-1如习题8-1图所示，一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统做功126J。(1)若沿adb时，系统做功42J，间有多少热量传入系统?(2)若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对系统做功为84J，试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?(3)若，试求沿ad及db各吸收多少热量? 解： （1）内能是态函数，故 故 （2） 放热 （3） 8-2 1mol单原子理想气体从300K加热到350K，问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外做了多少功?(1)容积保持不变；(2)压强保持不变。 解： 1 mol单原子理想气体 i=3 （1）等容 （2）等压 8-3 1mol氢气在压强为0.lMPa(即1atm)，温度为20时，体积为V，今使其经以下两个过程达到同一状态，试分别计算以下两种过程中吸收的热量，气体对外做功和内能的增量，并在p-V图上画出上述过程。（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80，然后令其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍。(2)先使其等温膨胀到原体积的2倍，然后保持体积不变，加热到80。题8-3图解： 两过程的初末态相同， 内能增量相同 （1） （2） 8-4 0.01m3氮气在温度为300K时，由latm(即0.lMPa)压缩到l0MPa。试分别求氮气经等温及绝热压缩后的(1)体积；(2)温度；(3)过程对外所做的功。解： （1）N2体积 等温： 绝热：（2）N2温度 等温：绝热： （3）N2对外做功 等温： 又 绝热： 8-5理想气体由初状态经绝热膨胀至末状态(p,V)，试证该过程中气体所做的功为 解： 又, 8-6 1mol的理想气体的T-V图如习题8一6图所示，ab为直线，延长线通过O点，求ab过程气体对外所做的功。解： 由,由图知为恒量，故为一等压过程.题8-7图8-7 一卡诺致冷机，从0的水中吸取热量，向27的房间放热，假定将50kg的0的水变成了0的冰，试求：(1)放于房间的热量； (2)使致冷机运转所需的机械功(冰的熔解热)。解： 设状态A的温为 TA=T1 AB为等容线，故 AB为等温线，故 吸热 WBC等于图中阴影部分的面积值. 放热 放热 8-8 图中所示是一定量理想气体的一个循环过程，由它的T-V图给出。其中CA为绝热过程，状态A(T1，V1)、状态B(T1，V2)为已知。(1)在AB，BC两过程中，工作物质是吸热还是放热?(2)求状态C的TC量值。(设气体的和摩尔数已知)(3)这个循环是不是卡诺循环?在T-V图上卡诺循环应如何表示?(4)求这个循环的效率。解： （1）AB等温膨胀 吸热 BC等容降温 放热（2）CA绝热过程 （3）不是卡诺循环 （4）AB过程 BC过程 CA绝热过程 8-9如习题8-9图所示，1mol双原子分子理想气体，从初态V1=20L，T1=300K，经历三种不同的过程到达末态V2=40L，T2=300K。图中12为等温线，14为绝热线，42为等压线，13为等压线，32为等体线，试分别沿这三种过程计算气体的熵变。解： （1）等温线的熵变为 （2）绝对热线和等压线 又 （3）等压线，等容线的过程. 等压过程，故 等容过程，故 因为熵是状态函数，熵变只与初末态有关，而这三个过程的初末态相同，所以自然熵变也相同. 8-10 有两个相同体积的容器，分别装有1mol的水，初始温度分别为T1和T2(T1T2)，令其进行接触，最后达到相同的温度T，求熵的变化。(设水的摩尔热容为Cm)解： ，设最后其同温度为T 8-11把0的0.5kg的冰块加热到它全部融化成0的水，问：(1)水的熵变如何? (2)若热源是温度为20的庞大物体，那么热源的熵变多大?(3)水和热源的总熵变多大?增加还是减少?解： （1）冰的溶解热 (水吸热，Q0) （2）（3） 8-12冬季房间热量的流失率为2.5l04，室温2l，外界气温，此过程的熵增加率如何?解： 房间热量流失，则 室外吸收热量，则 则 8-13设每一块冰质量为20g，温度为0，已