大學物理 課件熱學習題課

熱學習題課

一、基本內(nèi)容

1、理想氣體壓強公式或

2、理想氣體溫度公式3、能量按自由度均分定理理想氣體內(nèi)能任一自由度平均動能（一）氣體動理論

4、麥克斯韋速率分布（1）分布函數(shù)（2）分布函數(shù)物理意義及分布曲線的物理意義。(３)三種統(tǒng)計速率（二）熱力學1、功、熱量、內(nèi)能2、熱力學第一定律及其應用(過程量)(過程量)(狀態(tài)量)等值過程和的計算見附表等溫過程等壓過程等體過程絕熱過程附表：3、熱循環(huán)4、熱力學第二定律的兩種表述（1）正循環(huán)卡諾循環(huán)（2）逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)克勞修斯“熱量不能自動的從低溫物體傳向高溫物體”開爾文“其唯一效果是熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^程是不可能的”5、可逆過程和不可逆過程★6、熵的計算與熵增加原理在孤立系統(tǒng)中二、討論１、某剛性雙原子理想氣體，溫度為T，在平衡狀態(tài)下，下列各式的意義.(1)

(2)

(3)

(4)

—分子的平均平動動能—分子的平均轉(zhuǎn)動動能—分子的平均總動能—一摩爾氣體分子的內(nèi)能—質(zhì)量為M的氣體的內(nèi)能

2、容器中裝有理想氣體，容器以速率運動，當容器突然停止，則容器溫度將升高。若有兩個容器，一個裝有He，另一裝有H2氣，如果它們以相同速率運動，當它們突然停止時，哪一個容器的溫度上升較高。

討論：當容器突然停止時，氣體分子的定向運動轉(zhuǎn)化為分子無規(guī)則熱運動，使其內(nèi)能增加，從而溫度升高．設容器中氣體質(zhì)量為M，有∴由于，且∴3、兩瓶不同種類的氣體，它們壓強和溫度相同，但體積不同，問它們單位體積分子數(shù)是否相同？單位體積中氣體質(zhì)量是否相同？單位體積中分子總平動動能是否相同？討論：T1=T2

，由得單位體積中的分子總平動動能數(shù)因，則又∵，不同氣體不同∴4、系統(tǒng)吸熱是否一定溫度升高？討論：首先要明白熱量是熱傳遞能量，而溫度是系統(tǒng)熱運動程度的量度。因此，系統(tǒng)的溫度變化與熱量傳遞無必然聯(lián)系。例等溫膨脹過程吸熱，對外作功而內(nèi)能溫度保持不變又例絕熱過程，但系統(tǒng)內(nèi)能、溫度可以變化5、對P-V圖的研究討論：由絕熱過程知（103）則，或若123過程，有（1）圖示103為絕熱線，試討論123和13過程中和的正負因為而若13過程，仍有（2）圖示ab為等溫過程，bc和da為絕熱過程，判斷abcda循環(huán)和abeda循環(huán)的效率高低以上兩個循環(huán)吸熱（ab等w溫過程）相等，但兩循環(huán)對外作功不同！所以解：解：致冷機所需最小功率，即為卡諾循環(huán)機的功率。由卡諾循環(huán)的致冷系數(shù)所以5、（1）夏季的致冷空調(diào)（冷泵），須將室內(nèi)熱量排到室外設為，若室內(nèi)溫度為室外溫度為，求該致冷機所需最小功率故所需最小功率為667W則（2）冬天將致冷機換向，使他從室外取熱傳入室內(nèi)（熱泵）若室外溫度為，室內(nèi)保持，仍然用上面的空調(diào)所耗功率，則每秒傳入室內(nèi)的熱量是多少？解：此時是把室外作為低溫熱源，吸取低溫熱源的熱量向室內(nèi)（高溫熱源）傳遞已知由則每秒傳入室內(nèi)的熱量為1、孤立系統(tǒng)中的水，和的冰混合后冰全部融化解：平衡時溫度為求（1）達到平衡時的溫度（2）系統(tǒng)的熵變（）得熵變：冰水三、計算的水的水所以，系統(tǒng)的熵變的水的水【習題】1mol理想氣體，其等體摩爾熱容量CV=3R/2，做ABCDA循環(huán)，圖中AB為等溫線，已知A的狀態(tài)量為p、V、T。問：（1）該循環(huán)的效率？制冷系數(shù)？（2）從狀態(tài)B到達狀態(tài)C，在該過程中氣體的熵變?yōu)槎嗌?解：（1）已知