热力学第一定律 习题十 答案.doc

热力学第一定律_习题十 答案,从同一初态出发,体积V1膨胀到V2,分别经历三种过程,(1)等压;(2)等温;(3)绝热。其中吸收热量最多的是[](A)等压;(B)等温;(C)绝热;(D)无法判断。解:在p-V图上绝热线比等温线要陡,所以图中中间的曲线表示的应该是等温过程。图中三种过程的起始态和终止态的体积分别相同,因为在p-V图上,曲线所围成的面积等于该过程对外所做的功,所以等压过程中对外所做的功最大,等温过程次之,绝热过程最小。根据理想气体内能,三种过程的起始温度一样,但图中所示的等压过程的末态温度最高,等温过程次之,绝热过程最小。所以等压过程的内能增加最多。根据热力学第一定律,既然等压过程的内能增加最多,对外所做的功也最大,等压过程从外界吸收的热量也最多,故本题答案为A。,,活塞重10kg,外部大气压为,当把气体从300K加热到800K时,设过程进行无热量损失,也不考虑摩擦,问(1)气体做功多少?(2)气体容积增大多少?(3)内能增加多少?解:(1)系统可以看成等压准静态过程,由理想气体状态方程 ,得(2) 由状态方程(),得;(3)氮气的自由度为5,由理想气体内能公式得,内能增加3、一定量的某种理想气体,开始时处于压强、体积、温度分别为Pa,,的初态,后经过一等容过程,温度升高到,再经过一等温过程,压强降低到的末态,已知该理想气体的定压摩尔热容量和定容摩尔热容量之比,求:(1)该理想气体的定压摩尔热容量和定容摩尔热容量;(2)气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。解:(1),又,(2)该气体,所以自由度为3,摩尔数,,在等容过程中,在等温过程中,,若绝热压缩使体积减半,问气体分子的平均速率变为原来速率的倍?若为双原子理想气体则为倍?答案:;。解:单原子理想气体自由度,,气体经历绝热压缩有,又,所以双原子理想气体自由度,,,作如图所示的循环过程acba,其中acb为半圆弧,ba为等压过程,,在此循环过程中气体净吸收热量Q。(填“小于”、“大于”或“等于”)。答案:小于。解:系统经历的是循环过程,所以,根据热力学第一定律有。在p-V图上,循环过程曲线所围成的面积等于该循环过程对外所做的功,图中半圆形几何面积:(r为半圆的半径)。从图上可知所以 由理想气体状态方程有 ,和,所以(其中为摩尔数)理想气体的摩尔等压热容 ,其中i为自由度。因自由度最小为3,所以只可能大于或等于,-2-3过程中,吸收的热量Q0(“小于”、“大于”或“等于”);过程中,吸收的热量Q0(“小于”、“大于”或“等于”)。答案:小于;大于。解:热力学功,因,所以。中间为绝热线,根据热力学第一定律有所以,内能为态函数,所以。根据热力学第一定律,对于1-2-3过程,。由p-V图上曲线围成的面积和热力学系统对外做功的关系可以得知:所以对于过程:同样,由p-V图上曲线围成的面积和热力学系统对外做功的关系可以得知,所以 ,当高温热源温度为127oC,低温热源温度为27oC时,对外做净功8000J,今维持低温热源温度不变,使循环对外做功10000J,若两卡诺循环都在两个相同的绝热线间工作,则第二个循环的高温热源的温度为[](A