第八章热力学答案

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1、第八章热力学基础2014 )一.选择题1.【基础训练4】A 定量理想气体从体积叫，膨胀到体积V分别经历的过程是：A-B等压过程,AC等温过程；AD绝热过程，其中吸热量最多的过程(A) 是 AB.(B) 是 AC.(C) 是 AD.(D) 既是AB也是AC,两过程吸热一样多。【参考答案】根据热力学过程的功即过程曲线下的面积，知ABACADA A A ； 再由热力学第一定律气体吸热Q二A + AEAD过程Q 0 ;AC过程Q二A ;ACAB 过程 Q 二 A +AE ，且 AE 0AB ABAB2【基础训练6】B 如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为

2、p0，右边为真空今将隔板抽去， 气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是(A)P0.(B)P0/ 2.(C)2yp0.(D)p0/ 2y.: : p0：:u【参考答案】该过程是绝热的自由膨胀过程，所以q=o A=0|m由热力学第一定律AE = 0AT = 0由V/= 2Vo n P/ =牛3【基础训练10】D定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为AE，熵增量为AS，则应有(A) AE 0.AS = 0(b)AE 0.(C) AE = 0AS = 0.(d)AE = 0 AS 0【参考答案】由上题分析知：AE = 0；而绝热自由膨胀过程是不可逆的，故熵增加。4. 【自测提高3】:A 一

3、定量的理想气体，分别经历如图(1)所示的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图(2)所示的def过程(图中虚线df为绝热线).判断这两种过程是吸热还是放热.函a典d(A) abc过程吸热，def过程放热.%(B) abc过程放热，def过程吸热.半亠*e飞If _(C) abc过程和def过程都吸热.图V O 图V(D) abc过程和def过程都放热.【参考答案】内能是状态量，与过程无关。所以图(1)中：abc过程和ac过程的内能增量相同，并由ac 为等温线可知AE = 。而功是过程曲线下的面积，显然abc过程的功A 0。由热力学第一定律：abc过程：Q. = A + AE = A 0所以

4、abc过程是吸热过程。同理，在图(2)中：def过程和df过程的内能增量相同，并由绝热df过程知AE = -A 根据过程曲线下的面积：def过程的功A.I小于df过程的功A.所以def过程Q1 = A1 +AE = A1 + (-A) S2(B) S1=S2(C) S1 S2(D) 无法确定【参考答案】既然是绝热过程就有 A = _AE ，而两个绝热过程对应的温度变 化值相同=肚 的数值相同，所以作功A的数值相同，即过程曲线下的面积 相同。二 填空题7.【基础训练13】一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200 J.若此种气体为单原子分子气 体，则该过程中需吸热500 J;若为双原子分子

5、气体，则需吸热工 J.m【参考答案】据题意A = J PdV = PAV = R AT = 200(J)Mi m3对于单原子分子内能AE =R AT =x 200 = 300( J)2 M2所以 Q = A + AE = 200 + 300 = 500(J )对于双原子分子AE = 2 x 200 = 500( J)Q = A+AE =700(J)8. 【基础训练14】给定的理想气体(比热容比?为已知)，从标准 (Po、TJ开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温=(3)Y-1 - T0压强 p= (3)Y . P0【参考答案】已知绝热过程的体积变化，求温度的变化，选绝热 方程 V y-1

6、 - T = Vy_i - T00V1T = (0)y_i - T = (_)y_i - TV 030ab同理已知绝热过程的体积变化，求压强的变化，选绝热过程方状态度T过程程PVy = PVy00P = (V0)y.P0 = A P09. 【自测提高12】如图所示，绝热过程AB、CD,等温过程DEA,和任意过程BEC,组成一循环过程若图中ECD所包围的面积为70 J，EAB所包围的面积为30 J，DEA过程中系统放热100 J,贝I:(1)整个循环过程(ABCDEA)系统对外作功为40JBEC过程中系统从外界吸热为140J【参考答案】(1)Qabcdea=?E+A=0+A=aeAbe(逆循环)

7、+aecde(正循环)=(-30)+70=40JACEDB(2)Q ABcDEA=QAB+ QBEc + QcD+ QDEA= QBEC+( 100)=40J所以QBEC=140J10. 【自测提高13】如图示，温度为T0, 2 T0, 3 T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1)abcda, (2) dcefd，(3) abefa，其效率分别为 n %， n 2： 50%,n . _%_3T源的温中MT为【参考答案】由耳=1 - -T2( T对应高温热源的温度，T对应低温热T 1 21度)11. 【附录B-13】附图为一理想气体几种状态变化过程的p-V图，其等温线，MQ为绝热线，在

8、AM、BM、CM三种准静态过程中：(1)温度升高的是BM和CM过程；(2)气体吸热的是CM过程.【参考答案】 *温度如何变化要与等温线比较一一过A B C三点做形如等温线MT的曲线(是双曲线的一支,图中未画出)，可知靠近原点且过C点曲线对应温度低，过B的温度略高，过A的对应的温度最高，所以 BM和 CM过程是升温过程，AM过程温度降低。*是吸热还是放热要与绝热过程比较一一对于绝热过程，AE = -A，即外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。对CM过程而言，内能增加的比绝热过程的多(温度增加的多)，而外界对系统所做的功却少于绝热 过程，所以一定从外界吸收了部分热量。即CM过程是吸热过程对AM过程来说，内能减少，AE 018ln，显然是小于零的，即外界对气体作功。A - A / P ln90 0 8