答案 200609习题二 绝热过程 循环过程 热力学第二定律.doc

习题二 绝热过程 循环过程一.选择题VTOACB图11.一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图1,在此循环过程中,气体从外界吸热的过程是 （ A ）(A) AB.(B) BC.(A) CA.(D) BC和CA.S1S2pVO图22.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图2中阴影部分)分别为S1和S2 , 则二者的大小关系是: （ B ）(A) S1 S2 .(B) S1 = S2 .(C) S1 S2 .(D) 无法确定.3.在下列说法中,哪些是正确的？ （ A ）(1) 可逆过程一定是平衡过程. (2) 平衡过程一定是可逆的. (3) 不可逆过程一定是非平衡过程.(4) 非平衡过程一定是不可逆的.(A) (1)、(4) .(B) (2)、(3) .(C) (1)、(2)、(3)、(4).(D) (1)、(3) .a(T1)OVp图3b(T2)4. 如图3所示，工作物质经ab(直线过程)与ba组成一循环过程，已知在过程ab中，工作物质与外界交换的净热量为Q， ba为绝热过程，在pV图上该循环闭合曲线所包围的面积为A，则循环的效率为 （ C ） (A) h = A /Q .(B) h =1T2 /T1 .(C) h A /Q .VpO图4T1bT2a二.填空题1. 一定质量的理想气体在两等温线之间作由ab的绝热变化,如图4所示.设在ab过程中,内能的增量为DE,温度的增量为DT,对外做功为A,从外界吸收的热为Q,则在这几个量中,符号为正的量是 A ；符号为负的量是 DT DE ；等于零的量是 Q .2.卡诺致冷机,其低温热源温度为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w=Q2/A=T2/(T1T2) (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= 200J .ABCOTV图53.1 mol理想气体 ( 设g = Cp / CV为已知 ) 的循环过程如图5所示的TV图所示,其中CA为绝热过程,A点状态参量(T1,V1) 和B点的状态参量 (T1,V2) 为已知,试求C点的状态量:Vc= V2 ; Tc= (V1/V2)g -1T1 ;pc= (RT1/V2)(V1/V2)g -1 .三.计算题1. 2 mol 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,求在此过程中气体对外作的功.解：绝热 Q=0 因pg1Tg = 恒量,有T2=(p2/p1)(g1)/g T1故 A=DE=(M/Mmol)(i/2)R(T1T2)=(M/Mmol)(i/2)RT11(p2/p1)(g-1)/g=4.74103JT(K)V(10-2m2)Oabc12图62. 1 mol单原子分子理想气体的循环过程如图6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)经一循环系统所作的净功;(3)循环的效率.(注：1n2=0.693)解：1. 单原子分子i=3, CV=3R/2, Cp=5R/2.ca等温 Ta=Tc ab等压 Va/Ta=Vb/Tb Tb=(Vb/Va)Ta=(Vb/Va)Tc(1)ab等压过程系统吸热为Qab=(M/Mmol)Cp(Tb-Ta)= (5R/2)(Vb/Va-1) Tc=-6232.5Jbc等容过程系统吸热为Qbc=(M/Mmol)CV(Tc-Tb)= (3R/2)(1-Vb/Va)Tc=3739.5Jca等温过程系统吸热为Qca=(M/Mmol)RTcln(Va/Vc)=