规范作业解答.ppt
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10级大学物理级大学物理规范作业解答规范作业解答(下册下册)1911.一定量的某种理想气体起始温度为一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为体积为V,该气体该气体在下面的循环过程中经过三个平衡过程:
(在下面的循环过程中经过三个平衡过程:
(1)绝热膨)绝热膨胀到体积胀到体积2V,
(2)等体变化使温度恢复为等体变化使温度恢复为T,(3)等温压缩等温压缩到原来的体积到原来的体积V,则这整个循环过程中则这整个循环过程中【】(A)气体向外界放热气体向外界放热(B)气体对外界做正功气体对外界做正功(C)气体内能增加气体内能增加(D)气体内能减少。
气体内能减少。
一、选择题:
一、选择题:
解:
解:
该气体的循环过程如右图,该气体的循环过程如右图,易见是一个逆循环,故系统向外易见是一个逆循环,故系统向外界放热界放热。
A22.两两个个卡卡诺诺热热机机的的循循环环曲曲线线如如图图所所示示,一一个个工工作作在在T1与与T3的的两两个个热热源源之之间间,另另一一个个工工作作在在T2与与T3的的两两个个热热源源之之间间,已已知知这这两两个个循循环环曲曲线线所所包包围围的的面面积积相相等等。
由由此此可可知知:
【】解:
解:
这两个循环曲线所包围的面这两个循环曲线所包围的面积相等积相等,故作功相等,而由故作功相等,而由知知A等于两个热机吸收与放出等于两个热机吸收与放出的热量的差值。
的热量的差值。
(A)两两个个热热机机的的效效率率一一定定相相等等;(B)两两个个热热机机从从高高温温热热源吸收的热量一定相等源吸收的热量一定相等;(C)两个热机向低温热源放出的热量一定相等两个热机向低温热源放出的热量一定相等;(D)两个热机吸收的热量与放出的热量(绝对值)的差两个热机吸收的热量与放出的热量(绝对值)的差值一定相等。
值一定相等。
D31.一卡诺热机,用一卡诺热机,用290g空气为工作物质,工作在空气为工作物质,工作在27的高温热源与的高温热源与73的低温热源之间,此热机的效率的低温热源之间,此热机的效率=_。
若在等温膨胀的过程中气缸体积增。
若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到大到2.718倍,则此热机每一循环所做的功为倍,则此热机每一循环所做的功为_。
(空气的摩尔质量(空气的摩尔质量29103kg/mol)解:
由解:
由T1=200k,T2=300k:
热机的效率:
热机的效率在等温膨胀的过程中热机吸热在等温膨胀的过程中热机吸热Q1为:
为:
二、填空:
二、填空:
再由得:
A=Q1=2.491040.33=8309J8309J42.1mol理想气体的循环过程如图理想气体的循环过程如图TV所示所示,其中其中CA为为绝热过程,绝热过程,A点的状态参量(点的状态参量(T1,V1)和和B点的状态参点的状态参量(量(T2,V2)已知,则)已知,则C点的状态参量点的状态参量Vc=_,Tc=_,Pc=_。
解:
AB是等温过程,故T1=TB=T2。
因因CA为绝热过程,由绝热方程:
为绝热过程,由绝热方程:
得:
V2又因BC为等体过程,得:
Vc=V25再由绝热方程:
得到:
63.将将1mol双原子分子理想气体的体积从双原子分子理想气体的体积从V压缩到压缩到V/2时时熵的变化,若经过的过程是:
熵的变化,若经过的过程是:
解:
(1)等压压缩)等压压缩由于等压过程:
得:
(2)等温过程吸热)等温过程吸热
(2)等温压缩)等温压缩S=_,
(1)等压压缩)等压压缩S=_,(3)绝热压缩)绝热压缩S=_。
7(3)绝热压缩)绝热压缩S=0。
8三、计算题三、计算题1.1mol单单原原子子分分子子理理想想气气体体经经历历如如图图所所示示的的可可逆逆循循环环,联联结结ac两两点点的的曲曲线线的的方方程程为为p=pov2/vo2,a点点的的温温度度为为To,
(1)试试以以To,普普适适气气体体常常数数R表表示示、过过程程中气体吸收的热量。
(中气体吸收的热量。
(2)此循环的效率。
)此循环的效率。
由图可见由图可见b点:
点:
Pb=9Po,vb=vo,再由再由得到得到:
解:
解:
先计算各点的状态:
先计算各点的状态:
a点:
点:
Pa=Po,va=vo,Ta=Povo/R=ToC点的状态为Pc=9Po,再由再由p=pov2/vo2,有有:
得:
vc=3vo、Tc=27To9过程过程为等体过程,吸热为:
为等体过程,吸热为:
过程过程为等压过程,吸热为:
为等压过程,吸热为:
由热力学第二定律过程由热力学第二定律过程吸热为吸热为:
其中其中过程过程吸热为:
吸热为:
10循环效率为:
循环效率为:
由于、过程吸热过程吸热过程过程放热放热112.1mol理理想想气气体体在在T1=400k的的高高温温热热源源与与T2=300k的的低低温温热热源源间间作作卡卡诺诺循循环环,在在400k的的等等温温线线上上起起始始体体积积为为V1=0.001m3终终止止体体积积为为V2=0.005m3,试试求求该该气气体体在在每每一一循循环环中中:
(1)从从高高温温热热源源吸吸收收的的热热量量Q1,
(2)气气体体做做的净功的净功A,(3)气体传给低温热源的热量)气体传给低温热源的热量Q2。
解解:
循环的效率为循环的效率为从高温热源吸收的热量从高温热源吸收的热量这一过程气体做的净功由这一过程气体做的净功由=A/Q1得:
得:
再由效率的定义:
再由效率的定义:
12可得:
可得:
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