大学物理：四五章作业答案2

1、第四章 气体动理论参考答案一. 选择题1. (D) 2. (D) 3. (C) 4. (C)二.填空题5. ( 300K ),6. ( 12.5J ；20.8J ), 7.( 温度为T时，分子的平均平动动能 )8. ( i2KT ，RT )三.计算题9. 一容器内储有氢气，其压强为，温度为，求：（1）气体的分子数密度；（2）气体的质量密度。解：（1）由 p=nkTn=pkT=2.441025m-3（2）由 pV=mMRT=mV=pMRT=1.0110521038.31300=8.110-2kg/m3第五章 热力学基础参考答案一.选择题1.（A） 2.（D） 3.（D） 4.（D）5. （A）

2、6.（D） 7.（B） 8.（C）二. 填空题9. ( 对系统做功；向系统传热 ) 10.( 1mol理想气体在等压过程温度每升高1K还需对外做8.31J的功 ) 11. ( ；=; ) 12. ( S1+S2 ；-S1 )三.计算题13. 一定量理想气体进行如图所示的循环过程，气体在状态A时温度为，求：（1）气体在状态B、C的温度；（2）各过程中气体对外做的功；（3）整个循环过程吸热的代数和.解：（1）C到A为等体过程，由pATA=pCTC得 TC=100KB到C为等压过程，由VBTB=VCTC得 TB=300K（2）各过程对外做功为AAB=12pA+pBVB-VC=400 JABC=pBV

3、C-VB=-200 JACA=0（3）整个循环，E=0 ，Q吸+Q放=AAB+ABC+ACA=200 J14. 如图所示，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. （取1atm=1105Pa）解：（1）A到B为等温膨胀过程，吸收的热量全部用于对外做功AAB=RTlnVBVA=pAVAlnVBVA=2.77103JQAB=2.77103J（1）A到C为等体过程，做功为零 C到B为等压膨胀过程，对外做功为AACB=pC(VB-VC)=2103JA到C到B， TA=TB ，所以净吸收的热量等于对外做的功，故QACB=AACB=210

4、3J15. 1mol双原子分子理想气体经历图示的循环过程abcda， 求循环效率.（取 1atm=1105Pa）解：过程ab和bc为吸热过程，吸收热量总和为Q吸=Qab+Qbc=CVTb-Ta+CpTc-Tb=52pbVb-paVa+72pcVc-pbVb=500+700=1200 J循环过程对外做的净功为循环曲线所围的面积，即图中矩形面积A=pb-paVc-Vb=100 J循环效率=1001200=8.33%16. 一热机在和的两热源之间工作。如果（1）高温热源提高到，（2）低温热源降到，求理论上热机的效率各增加多少？为了提高热机的效率哪一种方案更好？ 解：卡诺循环效率0=1-T2T1=1-

5、3001000=70%（1）1=1-3001100=72.7%1-0=2.7%（2）2=1-2001000=80%2-0=10%理论计算表明降低低温热源温度可更多地提高热机效率，但实际中低温热源往往是周围的空气或流水，要降低它们的温度是难行的，所以提高高温热源温度是提高热机效率的更行得通的方法。17. 有一卡诺热机，用290g空气为工作物质，工作在27的高温热源和 -73的低温热源之间，此热机的效率是多少？若在等温膨胀过程中气缸体积增大到2.718倍，则此热机每一循环所做的功是多少？（空气的摩尔质量为2910-3kg/mol）解：卡诺循环效率=1-T2T1=1-273-73273+27=33.3%循环中只在等温膨胀过程