第六章习题Microsoft Word 文档.doc

6-21 一热力学系统由如图628所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。(1) 如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?(2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?解： 根据热力学第一定律 （1）a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是： 由于内能是状态系数，与系统所经过的过程无关系统由a沿acb过程到达状态b时系统吸收的热量是：（2）系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，系统的内能变化：即系统放出热量4866-22 64g氧气的温度由0升至50，1保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？解：（1） A=0 （2） 6-23 l 0g氦气吸收103 J的热量时压强未发生变化，它原来的温度是300K，最后的温度是多少？解： 由 得6-24 一定量氢气在保持压强为4.00Pa不变的情况下，温度由00 升高到500时，吸收了6.0104 J的热量。 (1) 求氢气的量是多少摩尔? (2) 求氢气内能变化多少? (3) 氢气对外做了多少功?(4) 如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量? 解： （1）由 得 （2） （3） （4）图6-24 习题6-21 图解6-25 使一定质量的理想气体的状态按图6-24中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC段是以P轴和V轴为渐近线的双曲线。（1）已知气体在状态A时的温度300K，求气体在B，C和D状态时的温度。（2）从A到D气体对外做的功总共是多少？解：（1）AB为等压过程： BC为等温过程： CD为等压过程： （2） 6-26 3 mol氧气在压强为2atm时体积为40L。先将它绝热压缩到一半体积，接着再令它等温膨胀到原体积。(1) 求这过程的最大压强和最高温度；(2) 求这一过程中氧气吸收的热量、对外做的功以及内能的变化。解： （1）最大压强和最高温度出现在绝热过程的终态（2）图6-25 习题6-25 图解6-28 如图625为一循环过程的TV图线。该循环的工质是 mo1的理想气体。其和均已知且为常量。已知a点的温度为，体积为，b点的体积为，ca为绝热过程。求：(1) c点的温度；(2) 循环的效率。解： （1）c a为绝热过程， （2）a b等温过程，工质吸热bc为等容过程，工质放热为 循环过程的效率 6-29有可能利用表层海水和深层海水的温差来制成热机。已知热带水域表层水温约为25，300m深处水温为5。求这两个温度之间工作的卡诺热机的效率多大？解： 6-30 1mol氮气的循环过程如图630所示，ab和cd为绝热过程，bc和da为等体过程。求：（1）a，b，c，d各状态的温度。图6-30 习题6-29 图解（2）循环效率。解： (1)由理想理想气体状态方程得a状态温度b状态的温度C状态的温度d状态的温度根据热力学第一定律,得(2) 循环效率6-31 如图626表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外做的功和循环效率。解： 如图626所示，完成一次循环过程气体对外所做的功为矩形abcd的面积：即：或： 循环过程中氮气吸收的热量由理想气体状态方程图6-27 习题6-31 图解6-32 图627所示为1mo单原子理想气体经历的循环过程，其中ab为等温线，若，已知，求循环的效率。解： 设ab等温线的温度为T，b点的压强：6-33一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为10，室温为15。若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量？解： 由于 所以6-34 一台家用冰箱，放在气温为300K的房间内，做一盘13的冰块需从冷冻室取走的热量。设冰箱为理想卡诺致冷机。（1）做一盘冰块所需要的功是多少？（2）若此冰箱能以的速率取出热量，求所要求的电功率是多少瓦？做冰块需多少时间？解： （1）因为卡诺致冷机的制冷系数，做一盘冰块所需要的功是： （2）取走的热量所需用的时间为： 若此冰箱能以的效率取出热量，做冰块所用的时间： 图6-29习题6-34图解6-35 1mol氧气(当成刚性分子理想气体)经历如图629的过程由a经b到c。求在此过程中气体对外做的功、吸的热以及墒变。解： 此过程中气体对外做功，由氧气在a点的温度 氧气在c点的温度此过程中氧气对外做的功：由氧气内能的变化：熵变： 6-36 求在一 个大气压下30 g，40的冰变为100的蒸汽时的熵变。已知冰的比热，水的比热 ，在1.013气压下冰的熔化热，水的汽化热。解： 的冰升温至时的熵变为 冰等压等温熔成的水时的熵变为的水等压升温至时的熵变为的水等压等温汽化为的水蒸气时的熵变为的冰变为的水蒸气时的总熵变为 6-37 你一天大约向用围环境散发J热量，试估算你天产生多少熵?忽略你进食时带进体内的熵，环境的温度按273K计算。解 ：设人体温度为，环境温度为。一天产生的熵即人和环境熵的增量之和，即6-38 一汽车匀速开行时，消耗在各种摩擦上的功率是20kW。求由于这个原因而产生熵的速率(J/（K.s）是多大？设气温为12。解： 产生熵的