大学物理第十八单元 热力学第一定律

大学物理第十八单元热力学第一定律大学物理第十八单元热力学第一定律/NUMPAGES9大学物理第十八单元热力学第一定律大学物理第十八单元热力学第一定律第十八单元热力学第一定律[课本内容]马文蔚，第四版，上册[6]-[40][典型例题]例18-1．一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为P0=1.2×106Pa,V0=8.31×10-3m3,,T0=300K的初态，后经过一等容过程，温度升高到T1=450K，再经过一等温过程，压强降到P=PO末态，已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩与热容之比CP/CV=5/3。求：（1）理想气体的等压摩尔热容CP和等容摩尔热容CV。（2）气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。提示：（1）（2）例18-2．一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为p0=1.0×106Pa,体积为V0=4×10-3m3温度为T0=300K的初态，后经等压膨胀过程温度上升到T1=450K，再经绝热过程温度回到T2=300K，求气体在整过程中对外界作的功。提示：练习十八一、选择题：18-1．有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是：［］(A)6J.(B)5J.(C)3J.(D)2J.18-2．一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a′经②过程a′cb到达相同的终态b，如p－T图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1，Q2的关系为：［］(A)Q1<0，Q1>Q2．(B)Q1>0，Q1>Q2．(C)Q1<0，Q1<Q2．(D)Q1>0，Q1<Q2．18-3．对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于［］(A)2/3．(B)1/2．(C)2/5．(D)2/7．18-4．1mol理想气体从p－V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b．已知Ta<Tb，则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是［］(A)Q1>Q2>0．(B)Q2>Q1>0．(C)Q2<Q1<0．(D)Q1<Q2<0．(E)Q1=Q2>0．18-5．氦气、氮气、水蒸汽(均视为刚性分子理想气体)，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则［］(A)它们的温度升高相同，压强增加相同．(B)它们的温度升高相同，压强增加不相同．(C)它们的温度升高不相同，压强增加不相同．(D)它们的温度升高不相同，压强增加相同．18-6．一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了．则根据热力学定律可以断定：(1)该理想气体系统在此过程中吸了热．(2)在此过程中外界对该理想气体系统作了正功．(3)该理想气体系统的内能增加了．(4)在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功．以上正确的断言是：［］(A)(1)、(3)．(B)(2)、(3)．(C)(3)．(D)(3)、(4)．提示：选C二、填空题18-7．一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J，气体升温1K，此过程中气体内能增量为____，外界传给气体的热量为______________．18-8．一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热___________J；若为双原子分子气体，则需吸热____________J.18-9．2mol单原子分子理想气体，从平衡态1经一等体过程后达到平衡态2，温度从200K上升到500K，若该过程为平衡过程，气体吸收的热量为____________；若为不平衡过程，气体吸收的热量为______________．18-10．一定量理想气体，从A状态(2p1，V1)经历如图所示的直线过程变到B状态(p1，2V1)，则AB过程中系统作功W＝_________；内能改变E=_________．18-11．常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i，在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为，则W/Q=_____________．_____________．18-12．压强、体积和温度都相同的氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量之比为m1∶m2=__________，它们的内能之比为E1∶E2=__________，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W1∶W2=__________．（各量下角标1表示氢气，2表示氦气）18-13．同一种理想气体的定压摩尔热容Cp大于定体摩尔热容CV，其原因是________________________________________．三、计算题18-14.0.02kg的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，体积保持不变；压强保持不变；不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．18-15.1mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿pV图所示直线变化到状态B(p2,V2)，试求：气体的内能增量．气体对外界所作的功．气体吸收的热量．此过程的摩尔热容．(摩尔热容C=ΔQ/ΔT，其中ΔQ表示1mol物质在过程中升高温度时所吸收的热量．)18-16.一定量的理想气体，由状态a经b到达c．(如图，abc为一直线)求此过程中气体对外作的功；气体内能的增量；(3)气体吸收的热量．(1atm＝1.013×105Pa)18-17.一定量的理想气体在标准状态下体积为1.0×102m3