中南林业科技大学大学物理练习册答案8

1、大学物理作业八参考解答大学物理作业八参考解答 一、选择题：一、选择题：1、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比热量之比W/Q为：为： (A) 1/3； (B) 1/4； (C) 2/5； (D) 2/7答：DTRiMMQmol22TRMMWmol答：答：C2、压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和、压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为功之比为（A）1

2、:1； （B）5:9； （C）5:7； （D）9:5。)()(1212TTRMMVVPWmol)(22)(1212TTRiMMTTCMMQmolpmol22222OHeHeOHeOiiTTWWHeOHeOTTWW222222OHeHeOiiTT答：D3、在给出的、在给出的4个图像中，能够描述一定质量的理想个图像中，能够描述一定质量的理想气体在可逆绝热过程中密度随压强变化的图像为：气体在可逆绝热过程中密度随压强变化的图像为： (A) (B) (C) (D) ppppVMCpV,1p答：答：D4、在、在P-V图上有两条曲线图上有两条曲线abc和和adc,由此可以得出以下由此可以得出以下结论结论:（

3、A）其中一条是绝热线，另一条是等温线；）其中一条是绝热线，另一条是等温线；（B）两个过程吸收的热量相同；）两个过程吸收的热量相同；（C）两个过程中系统对外作的功相等；）两个过程中系统对外作的功相等；（D）两个过程中系统的内能变化相同。）两个过程中系统的内能变化相同。pVbcOad5、一热机由温度为、一热机由温度为727的高温热源吸热，向温度为的高温热源吸热，向温度为527的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、且吸热为且吸热为2000焦耳，热机作功约为焦耳，热机作功约为（A）400J； （B）1450J； （C）1600J； （D）2000J。答

4、：答：A%2010008001112TT1QW1QW7、 关于可逆过程和不可逆过程的判断：关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1)可逆热力可逆热力学过程一定是准静态过程；学过程一定是准静态过程；(2)难静态过程一定是可逆难静态过程一定是可逆过程；过程；(3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；(4)凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上4种判断种判断正确的是正确的是 (A) (1)(2)(3)； (B) (1)(2)(4)；(C) (2)(4)；(D) (1)(4)答：D 6、 你认为以下哪个循环过程是不可能的：你

5、认为以下哪个循环过程是不可能的： (A) 绝热线、等温线、等压线组成的循环；绝热线、等温线、等压线组成的循环； (B) 绝热线、等温线、等容线组成的循环；绝热线、等温线、等容线组成的循环；(C) 等容线、等压线、绝热线组成的循环；等容线、等压线、绝热线组成的循环；(D) 两条绝热线和一条等温线组成的循环两条绝热线和一条等温线组成的循环答：D8、“ 理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功热量全部用来对外做功”。对此说法有如下几种评论，。对此说法有如下几种评论，其中正确的是：其中正确的是： (A) 不违反热力学第一定律，但违反热力学

6、第二定律；不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；(B) 违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律；违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律；(C) 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；(D) 违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律答：C1、理想气体在等容、等压、绝热变化过程中，内能、理想气体在等容、等压、绝热变化过程中，内能增量的表达式为增量的表达式为 。2、 在常压下，把一定量的理想气体温度升高在常压下，把一定量的理想气体温度升高50，需要需要160 J的热量，在体积不变的情况下，把此

7、气体的热量，在体积不变的情况下，把此气体温度降低温度降低100，将放出，将放出240 J的热量，则此气体分的热量，则此气体分子的自由度是子的自由度是。 二、填空题：二、填空题： )(212TTRiMMEmolTRiMMQmolp22TRiMMQmolv2342ii 4、假如有一定量的气体、假如有一定量的气体作如右图所示的循环过程，作如右图所示的循环过程，则气体所做的净功则气体所做的净功为为 。PP03P0V03V0V3、 2mol的二氧化碳，在常压下加热，使温度从的二氧化碳，在常压下加热，使温度从 30升高到升高到80，则，则(1)(1)气体内能的增量为气体内能的增量为 ；(2)(2)气体膨胀

8、时所做的功气体膨胀时所做的功 ；(3)(3)气体吸收的热量气体吸收的热量 。2493J831J3324J)(212TTRiMMEmol)(12TTRMMVpWmol-2P0V06、设高温热源的绝对温度是低温热源绝对温度、设高温热源的绝对温度是低温热源绝对温度的的n倍，则在一卡诺循环中，气体交给低温热源倍，则在一卡诺循环中，气体交给低温热源的热量是从高温热源得到的热量的的热量是从高温热源得到的热量的 倍。倍。5、一卡诺热机从、一卡诺热机从327的高温热源吸热，向的高温热源吸热，向27的低温热源放热。若该机从高温热源吸收的低温热源放热。若该机从高温热源吸收l000J的热量，则该机所作的功的热量，则

9、该机所作的功W ，放，放出热量出热量Q2 。121TT1QW500J8、2mol氢气氢气(可视为理想气体可视为理想气体)，从状态参量，从状态参量P0、V0、T0的初态经等容过程到末态，在此过程中，气体从外的初态经等容过程到末态，在此过程中，气体从外界吸收热量界吸收热量Q，则氢气末态的温度，则氢气末态的温度T= ;末态末态的压强的压强P= .TRiMMEQmol2iRQT iRQT 0)1 (00iRTQP7、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，都表明在自然界中与热现象有关的实际宏观等价的，都表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不

10、可逆的。开尔文表述指出了过程都是不可逆的。开尔文表述指出了 的的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了 的的过程是不可逆的。过程是不可逆的。 1 1、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照/V ap的规律变化，其中的规律变化，其中a为已知常数。试求：为已知常数。试求：(1)气体从体积气体从体积V1膨胀到膨胀到V2所做的功；所做的功；(2)体积为体积为V1时的温度时的温度T1与体积为与体积为V2时的温度时的温度T2之比。之比。22apV22(/)dWpdVaVdV212221211()VVaWdVaVVV (1)(1) 三

11、、计算题：三、计算题： 解：解：11 122 2TpVTpV11/Vap22/Vap21221pVpV212122121TVVVTVVV 又 ， 所以 2、 一气缸内贮有一气缸内贮有10mol的单原子理想气体，在的单原子理想气体，在压缩过程中，外力做功压缩过程中，外力做功209J，气体升温，气体升温1。求：。求：(1)气体内能的增量；气体内能的增量；(2)气体在此过程中吸收的热量；气体在此过程中吸收的热量；(3)在此过程中气体的摩尔热容。在此过程中气体的摩尔热容。解：解：J)(65.1242TRiMMEmolJ)(35.84WEQK)J/(mol(435. 8)(TMMQCmolm解：3、1m

12、ol氦气经历如图所示的循环过程，试求循氦气经历如图所示的循环过程，试求循环效率。环效率。等温线PP12P1OV12V1Vbac在bc过程中吸收的热量为1123)(23)(2VPTTRTTRiMMQbcbcmolbc在ca过程中吸收的热量为2ln2ln11VPVVRTMMQcacmolca在ab过程中放出的热量为)2ln223(2ln2231111111VPVPVPQQQcabc11225)(25)(22VPTTRTTRiMMQQbabamolab在循环过程中吸收的热量为循环效率为%4 .1332ln422ln4)2ln223(251112QQ证： 在bc过程中吸收的热量为112)(2)(2)(

13、2VPPiTTRMMiTTRiMMQbcmolbcmolbc在ca过程中吸收的热量为0caQ4、以理想气体为工作热质的热机循环，如图所示。以理想气体为工作热质的热机循环，如图所示。 试证明其效率为试证明其效率为2121111V VP P 绝热线PVbaV2cP2P1OV1在ab过程中放出的热量为)(22)(221212VVPiTTRiMMQQbamolab循环效率为111)(2)(2211121211212112PPVVVPPiVVPiQQ5、 居室内气温保持为居室内气温保持为27，在此室内放置着一台，在此室内放置着一台冰箱，用此冰箱做一盒冰箱，用此冰箱做一盒-13的冰块需要从冰冻室中的冰块需要从冰冻室中取走取走2.09105J的热量排放到居室空气中，假定冰箱的热量排放到居室空气中，假定冰箱是理想的卡诺致冷机：是理想的卡诺致冷机：(1)做一盒具有上述冷热程度的冰块，需要对此致冷做一盒具有