大物-第8章答案.doc

87如图所示，1 mol氦气，由状态沿直线变到状态，求这过程中内能的变化、对外作的功、吸收的热量.分析 由题 8-4 分析可知功的数值就等于p-V图中过程曲线下所对应的面积，又对一定量的理想气体其内能，而氦气为单原子分子，自由度i=3，则 1 mol 氦气内能的变化，其中温度的增量可由理想气体物态方程求出.求出了过程内能变化和做功值，则吸收的热量可根据热力学第一定律求出.解 由分析可知，过程中对外作的功为内能的变化为吸收的热量题 8-7 图88一定量的空气，吸收了1.71103J的热量，并保持在1.0 105Pa下膨胀，体积从1.0102m3 增加到1.5102m3 ，问空气对外作了多少功？它的内能改变了多少？分析由于气体作等压膨胀，气体作功可直接由Wp(V2 V1 )求得.取该空气为系统，根据热力学第一定律QEW 可确定它的内能变化.在计算过程中要注意热量、功、内能的正负取值.解该空气等压膨胀，对外作功为Wp(V2V1 )5.0 102 J其内能的改变为EQW1.21 103 J810一压强为1.0 105Pa,体积为1.0103m3的氧气自0加热到100 .问：(1) 当压强不变时，需要多少热量?当体积不变时，需要多少热量?(2) 在等压或等体过程中各作了多少功?分析(1) 由量热学知热量的计算公式为.按热力学第一定律，在等体过程中，；在等压过程中，(2) 求过程的作功通常有两个途径. 利用公式； 利用热力学第一定律去求解.在本题中，热量Q 已求出，而内能变化可由得到.从而可求得功W.解根据题给初态条件得氧气的物质的量为氧气的摩尔定压热容，摩尔定容热容.(1) 求Qp 、QV等压过程氧气(系统)吸热等体过程氧气(系统)吸热(2) 按分析中的两种方法求作功值 利用公式求解.在等压过程中，则得而在等体过程中，因气体的体积不变，故作功为 利用热力学第一定律Q E W 求解.氧气的内能变化为由于在(1)中已求出Qp与QV ，则由热力学第一定律可得在等压过程、等体过程中所作的功分别为811如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326 J的热量传递给系统，同时系统对外作功126 J.当系统从状态C沿另一曲线CA返回到状态A时，外界对系统作功为52 J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？分析已知系统从状态C到状态A，外界对系统作功为WCA ，如果再能知道此过程中内能的变化ECA ，则由热力学第一定律即可求得该过程中系统传递的热量QCA .由于理想气体的内能是状态(温度)的函数，利用题中给出的ABC过程吸热、作功的情况，由热力学第一定律即可求得由A至C过程中系统内能的变化EAC，而EACECA ，故可求得QCA .解系统经ABC过程所吸收的热量及对外所作的功分别为Q ABC 326 J，WABC 126 J则由热力学第一定律可得由A到C过程中系统内能的增量EACQABCWABC200 J由此可得从C到A，系统内能的增量为ECA200 J从C到A，系统所吸收的热量为QCA ECA WCA 252J式中负号表示系统向外界放热252 J.这里要说明的是由于CA是一未知过程，上述求出的放热是过程的总效果，而对其中每一微小过程来讲并不一定都是放热.812如图所示，使1 mol 氧气(1) 由A等温地变到B；(2) 由A等体地变到C，再由C等压地变到B.试分别计算氧气所作的功和吸收的热量.题 8-12 图分析从p V 图(也称示功图)上可以看出，氧气在AB与ACB两个过程中所作的功是不同的，其大小可通过求出.考虑到内能是状态的函数，其变化值与过程无关，所以这两个不同过程的内能变化是相同的，而且因初、末状态温度相同TATB ，故E0，利用热力学第一定律QW E，可求出每一过程所吸收的热量.解(1) 沿AB作等温膨胀的过程中，系统作功由分析可知在等温过程中，氧气吸收的热量为QABWAB2.77 103(2) 沿A到C再到B的过程中系统作功和吸热分别为WACBWACWCBWCB(VB VC )2.0103QACBWACB2.0103 8-16一卡诺热机的