第八章作業(yè)本答案

1、第八章 熱力學(xué)基礎(chǔ)8-1如圖所示，bca為理想氣體絕熱過(guò)程，b1a和b2a是任意過(guò)程，則上述兩過(guò)程中氣體做功與吸收熱量的情況是：（ ）(A) b1a過(guò)程放熱，作負(fù)功；b2a過(guò)程放熱，作負(fù)功(B) b1a過(guò)程吸熱，作負(fù)功；b2a過(guò)程放熱，作負(fù)功(C) b1a過(guò)程吸熱，作正功；b2a過(guò)程吸熱，作負(fù)功(D) b1a過(guò)程放熱，作正功；b2a過(guò)程吸熱，作正功8-2 如圖，一定量的理想氣體由平衡態(tài)A變到平衡態(tài)B，且它們的壓強(qiáng)相等，則在狀態(tài)A和狀態(tài)B之間，氣體無(wú)論經(jīng)過(guò)的是什么過(guò)程，氣體必然（ ）pVABO(A)對(duì)外作正功(B)內(nèi)能增加(C)從外界吸熱(D)向外界放熱8-3 兩個(gè)相同的剛性容器，一個(gè)盛有氫氣，

2、一個(gè)盛氦氣（均視為剛性分子理想氣體），開(kāi)始時(shí)它們的壓強(qiáng)溫度都相同，現(xiàn)將3J熱量傳給氦氣，使之升高到一定溫度，若使氫氣也升高同樣溫度，則應(yīng)向氫氣傳遞熱量為（ ）(A) 6 J (B) 3 J (C) 5J (D) 10 J8-4 有人想象了如題圖四個(gè)理想氣體的循環(huán)過(guò)程，則在理論上可以實(shí)現(xiàn)的為（ ） (A) (B) (C) (D)8-5一臺(tái)工作于溫度分別為327oC和27oC的高溫?zé)嵩春偷蜏卦粗g的卡諾熱機(jī)，每經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)吸熱2 000 J，則對(duì)外作功（ ）(A) 2 000 J (B) 1 000 J(C) 4 000 J (D) 500 J8-6 根據(jù)熱力學(xué)第二定律（ ）(A) 自然界中的一切

3、自發(fā)過(guò)程都是不可逆的 (B) 不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程(C) 熱量可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體 (D)任何過(guò)程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行8-7 一定質(zhì)量的氣體，在被壓縮的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功300，但這一過(guò)程中氣體的內(nèi)能減少了300，問(wèn)氣體在此過(guò)程中是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？解：由于外界對(duì)氣體做功，所以：由于氣體的內(nèi)能減少，所以：根據(jù)熱力學(xué)第一定律,得:是負(fù)值，表示氣體放熱；因此氣體放出了600的熱量。8-8一定量的氫氣(視為剛性氣體)在保持壓強(qiáng)為不變的情況下，溫度由0升高到50，這個(gè)過(guò)程吸收了的熱量。求：（1）氫氣的物質(zhì)的量；（2）氫氣的

4、內(nèi)能增量；（3）氫氣對(duì)外做功；（4）如果氫氣的體積保持不變而溫度發(fā)生了同樣的變化，則氫氣吸收了多少熱量？解：（1）由可得：（2）由得：（3）由熱力學(xué)第一定律得：（4）由等體過(guò)程特點(diǎn)知：8-9一定質(zhì)量的剛性雙原子分子理想氣體，其體積和壓強(qiáng)按的規(guī)律變化，其中為常數(shù)，當(dāng)氣體由膨脹到。求：（1）在膨脹過(guò)程中氣體所做的功；（2）內(nèi)能的變化；（3）理想氣體吸收或放出的熱量。解：（1）（2）因?yàn)?，所以：?）由熱力學(xué)第一定律得： 8-10有可能利用表層海水和深層海水的溫差來(lái)制成熱機(jī)。已知熱帶海水區(qū)域的表層水溫是25，300m深處水溫約為5。求：在這兩個(gè)溫度之間工作的卡諾熱機(jī)的效率是多少？解：有卡諾定理知：8

5、-11一冰箱工作時(shí)，其冷凍室中的溫度為-10，室溫為15。若按照理想卡諾制冷循環(huán)理論，則此制冷機(jī)每消耗的功，可以從冷凍室中吸收多少熱量？解：由公式得：又由公式得： 8-12理想卡諾熱機(jī)在溫度為27和127的兩個(gè)熱源之間工作，若在正循環(huán)中，該機(jī)從高溫?zé)嵩次?200的熱量，則將向低溫?zé)嵩捶懦龆嗌贌崃?？?duì)外做了多少功？解：由得：8-13一卡諾熱機(jī)在1000K和270C的兩熱源之間工作。若（1）高溫?zé)嵩礈囟忍岣叩?100K，（2）低溫?zé)嵩唇档?00K，求理論上的熱機(jī)效率各增加多少？解：本題為卡諾循環(huán)問(wèn)題 （1） ， （2） ， 8-14一定質(zhì)量的氧氣(視為剛性氣體)經(jīng)歷以下兩個(gè)過(guò)程：（1）A到C；（

6、2）A經(jīng)B到C。求：兩個(gè)過(guò)程中的、。（）解：（1）A到C: = = =（2）A經(jīng)B到C: ,8-15摩爾質(zhì)量為自由度為的分子組成的理想氣體總質(zhì)量為,開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)為溫度為的平衡態(tài),后經(jīng)過(guò)一個(gè)絕熱過(guò)程,壓強(qiáng)變?yōu)?求在此過(guò)程中氣體對(duì)外作的功。解：由于絕熱過(guò)程存在公式恒量,所以有： 所以，8-16汽缸內(nèi)貯有36g水蒸汽(水蒸汽分子視為剛性分子理想氣體分子), 如圖所示經(jīng)ABCDA循環(huán)過(guò)程。其中AB、CD為等體過(guò)程,BC為等溫過(guò)程,DA為等壓過(guò)程。試求:（1）DA過(guò)程對(duì)外做功；（2）AB過(guò)程內(nèi)能增量；（3）循環(huán)過(guò)程水蒸汽做的凈功；（4）循環(huán)效率。解：（1）DA過(guò)程對(duì)外做功（2）（3）， （4），。8-

7、17物質(zhì)的量為1mol理想氣體從狀態(tài)變化至狀態(tài)，已知其定體摩爾熱容為，其變化的圖線如圖所示。求：（1）氣體內(nèi)能增量；（2）氣體對(duì)外做功；（3）氣體吸收的熱量。解：（1）（2）用圖形面積求: （3）由得：8-18下圖所示的循環(huán)是由兩個(gè)等體過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成的正循環(huán)。已知B,C兩狀態(tài)的溫度分別是和，試求此循環(huán)的熱機(jī)效率是多少？解：A到B過(guò)程,放熱的多少為 C到D過(guò)程,吸熱的多少為 由于DA過(guò)程： ，BC過(guò)程：所以，故： 8-19一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程。其中BC，DA為絕熱過(guò)程，已知,求循環(huán)效率。解：A到B過(guò)程,吸熱的多少為C到D過(guò)程,放熱的多少為 由于DA過(guò)程： ，BC過(guò)程：所以，故： , 8-20 如圖為某種理想氣體，已知該氣體的定壓摩爾熱容與定體摩爾熱容之比為，圖中,也均為已知量，BC為絕熱過(guò)程，試用以上五個(gè)已知量表示出熱機(jī)循環(huán)效率。解：A到B過(guò)程,吸熱的多少