热力学定律考试习题思考题

1 / 15 习题10-1. 如图所示， AB 、 DC 是绝热过程， CEA 是等温过程， BED 是任意过程，组成一个循环。若图中EDCE 所包围的面积为J70， EABE 所包围的面积为J30，CEA过程中系统放热J100 ，求 BED 过程中系统吸热为多少？解：由题意可知在整个循环过程中内能不变，图中 EDCE 所包围的面积为J70，则意味着这个过程对外作功为70J，也就是放热为70J；EABE所包围的面积为J30，则意味着这个过程外界对它作功为30J，也就是吸热为70J，所以整个循环中放热是70-30=40J。而在这个循环中，AB 、 DC 是绝热过程，没有热量的交换，所以如果CEA过程中系统放热J100，则 BED 过程中系统吸热为100+40=140J 。10-2. 如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为1S 和2S . （1）如果气体的膨胀过程为a─1─b，则气体对外做功多少？（2）如果气体进行a─2─b─ 1─a 的循环过程，则它对外做功又为多少？解：根据作功的定义，在P— V 图形中曲线围成的面积就是气体在这一过程所作的功。则：（1）如果气体的膨胀过程为a─1─b，则气体对外做功为S1+S2 。（2）如果气体进行a─2─b─1─a 的循环过程，则它对外做功为：－S1 。10-3. 一系统由如图所示的a 状态沿 acb 到达 b状态，有 334J 热量传入系统，系统做功J126 。（1）经 adb 过程，系统做功J42，问有多少热量传入系统 ? （2）当系统由 b 状态沿曲线 ba 返回状态 a 时，外界对系统做功为J84 ，试问系统是吸热还是放热？2 / 15 热量传递了多少? 解：由 acb 过程可求出b 态和 a 态的内能之差Q=Δ E+A ，Δ E=Q- A=334 - 126=208 J adb 过程，系统作功A=42 J ，Q=Δ E+A=208+42=250J 系统吸收热量ba 过程，外界对系统作功A= - 84 J，Q=Δ E＋A=- 208- 84=- 292 J 系统放热10-4.温度为 25oC、压强为 1atm 的 1mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3 倍。（1）计算该过程中气体对外的功；（2）假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3 倍，那么气体对外的功又是多少？解：（1）在等温过程气体对外作功：3121072.23ln)25273(31.8lnVVRTAJ（2）在绝热过程中气体对外做功为：）（）（1212252TTRTTRiTCEAV由绝热过程中温度和体积的关系CTV1得到温度 T2：121112VVTT代入上式：312102.225）（TTRAJ 10-5.汽缸内有2mol 氦气，初始温度为27oC，体积为20L。先将氦气定压膨胀，直至体积加倍， 然后绝热...