热力学基础习题VIP免费

热力学基础习题课一、基本要求1、掌握功、热量和内能的概念，理解平衡过程。3、理解循环过程和卡诺循环4、理解热力学第二定律的两种叙述，理解可逆过程和不可逆过程。2、熟练分析、计算理想气体等值过程中功、热量和内能。二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过程量)PdVW(过程量)12TTmcQ(状态量)12TTCMmTEVm等值过程中和的计算见附表EQ,W等温过程等压过程等体过程绝热过程附表：QEWTCMmmP,TCMmmV,VPTCMmmV,TCMmmV,012lnVVRTMm12lnVVRTMm0TCMmmV,TCMmmV,03、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环1211QQQW卡诺循环121TT（2）逆循环2122QQQWQe卡诺逆循环212TTTe克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”5、可逆过程和不可逆过程6、熵的计算与熵增加原理可逆TdQSS12在孤立系统中0S三、讨论1、系统吸热是否一定温度升高？讨论：首先要明白热量是热传递能量，而温度是系统热运动程度的量度。因此，系统的温度变化与热量传递无必然联系。例如等温膨胀过程吸热，对外作功而内能、温度保持不变。0Q0W又例如绝热过程，但系统内能、温度可以变化。0dQ2、对P-V图的研究讨论：由绝热过程知（103）WEQ0Q则，或0WE0WEVPoo1223（1）图示103为绝热线，试讨论123和13过程中和的正负.EQ,W2若123过程，有111WEQ1WE0WE2222WEQ若13过程，有2WE0WE（2）图示气体经历的各过程，其中ad为绝热线，图中两虚线为等温线，试分析各过程的热容量的正负01dTdQC0dQ111WEQPoV2T1Tdbac讨论：1）ad过程为绝热过程，则2）bd有222WEQ因021EE12WW所以0,022dTdQCQbd3）cd有333WEQ因031EE13WW所以0,033dTdQCQcd讨论：PoV2122等温绝热12过程作功多少？0W（为什么？）12过程内能增加多少？0E那么12过程热量的正负如何？WEQ无法直接判断!从图上知道21EE21WW（3）图示，试判断12过程中的正负.Q所以02121WEWEQ（吸热！）4、准静态过程是否一定是可逆过程？可逆过程是否一定是准静态过程？讨论：准静态过程不一定是可逆过程。如果准静态过程有摩擦存在，由于有热功转换的不可逆，因而该准静态过程就是不可逆过程，没有耗散的准静态过程才是可逆过程.可逆过程一定是准静态过程。因为如果是非静态过程是无法重复正过程的状态.四、计算1、0.1mol氧气经历图示过程，其中3-4为绝热过程且，计算各过程的和.41TTWE,Q解：12为等压过程JVVPW21211001.1)10(5paPo312401.102.20.10.2)10(33mVRVVPCTTCMmEVmVm12112J21055.2JWEQ21056.3JRPPVCTTCMmEVmVm2232431006.5JEQ21006.523等体过程0W由物态方程计算43,TTKRVPTT211141022.11.0KRVPT23331088.41.0JEW2106.734绝热过程34TTCMmEWVm2、1mol氦气作如图循环，其中bc为绝热线，ab为等体线，ca为等压线，求循环效率解：1121QWQQQ需计算循环过程中的吸热和放热，先计算各点温度1Q2Q由理想气体物态方程，得RTMmPV3310mVPaP51001.1oabc126.242.37KRVPTaaa300KTTab6002KRVPTccc454ab为吸热（等体过程）JTTCMmQabVm37501ca为放热（等压过程）JTTCMmQbcPm30352%19121QQQ3.一汽缸内盛有1mol温度为27℃,压强为1atm的氧气(视为刚性双原子分子的理想气体).先使它等压膨胀到原来体积的两倍,再等体升压使其压强变为2atm,最后使它等温膨胀到压强为1atm.求:氧气在全部过程中对外作的功,吸的热及其内能的变化.刚性分子能量自由度单原子分子303双原子分子325多原子分子336tri分子自由度平动转动总4.计算2mol的氦气（He）在图示过程中的各值.PVoKTAA340KTBB310KTCC330解：等体BAABVm...