新编基础物理学热力学基础题解和分析

PVOPBPAVAVBBA题图 8 － 5bdcaePVO题图 8 － 4精品文档---下载后可任意编辑8-1 假如理想气体在某过程中依照 V=a√ p 的规律变化,试求：(1)气体从 V 膨胀到 V 对外所作的功;(2)在此过程中气体温度是升高还是降低?分析 利用气体做功公式即可得到结果，根据做正功还是负功可推得温度的变化。解：(a) W =∫v1v2 pdV =∫v1v2 a2V2 dV =a2(1V 1− 1V 2) (b) 降低8-2 在等压过程中，，问对外作功和吸热多少?内能改变多少?分析 热力学第一定律应用。等压过程功和热量都可根据公式直接得到，其中热量公式中的热容量可根据氮气为刚性双原子分子知其自由度为 7 从而求得，而内能则由热力学第一定律得到。解：等压过程:Q= mM C p(T 2−T1)=28028 ×72×8.31×(373−293)=2.33×104 J据Q=ΔE+W , ΔE=1.66×104 J8-3 1 摩尔的单原子理想气体，温度从 300K 加热到 350K。其过程分别为(1)容积保持不变；(2)压强保持不变。在这两种过程中求：(1)各吸取了多少热量；(2)气体内能增加了多少；(3)对外界作了多少功分析 热力学第一定律应用。一定量的理想气体，无论什么变化过程只要初末态温度确定，其内能的变化是相同的。吸收的热量则要根据不同的过程求解。解： 已知气体为 1 摩尔单原子理想气体(1) 容积不变。Q= mM CV (T2−T 1)=32×8.31×(350−300)=623.25 J根据Q=ΔE+W ,W =0,Q=ΔE。气体内能增量ΔE=623.25J 。对外界做功W =0 .(2) 压强不变。ΔE=623.25J ，W =1038.75J−623.25J=415.5J8-4 一气体系统如题图 8-4 所示,由状态 a 沿 acb 过程到达 b 状态,有 336 焦耳热量传入系统,而系统作功 126焦耳,试求: (1) 若系统经由 adb 过程到 b 作功 42 焦耳,则有多少热量传入系统?(2) 若已知Ed−Ea=168 J ,则过程 ad 及 db 中,系统各吸收多少热量?(3)若系统由 b 状态经曲线 bea 过程返回状态 a,外界对系统作功 84 焦耳,则系统与外界交换多少热量?是吸热还是放热?分析 热力学第一定律应用。根据对于初末态相同而过程不同的系统变化，内能变化是相同的特点，确定出内能的变化。结合各过程的特点（如等体过程不做功）和热力学第一定律即可求得。解：已知 acb 过程中系统吸热,系统对外作功,根据热力学第一定律求出 b 态和 a 态的内能差：ΔE=Q−W =210J(1) , 故Qadb=ΔE+W =252J(2) 经 ad 过程,系统作功与 adb 过程做功相同,即 W=42J,故Qad=ΔEad+W ...