热学作业(附解答).pdf

热力学1.理想气体设γ为已知的循环过程如图所示，其中为1mol(=Cp/CV)T–VCA绝热过程，点状态参量，和点状态参量，为已知。试求点的A(T1V1)B(T2V2)C状态参量：则，Vc=___________________，Tc=____________________，pc=____________________V2γ-1(V1/V2)T1γ-1(RT1/V2)(V1/V2)2.所示的T–S(温熵)图表示热力学系统经历了一个ABCDA循环过程，该循环称为______________循环。假设图中矩形ABCD的面积是矩形ABEF的面积的1/3，则该循环的效率为__________________。卡诺1/33.理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由变化到。1molV1V2(1)当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量ΔS=_______________。(2)当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量ΔS=_______________。1〕02〕Rln4.常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外做功为W，内能增加为ΔE，则W/Q=___________。ΔE/Q=___________。5.一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40%，起高温热源温度为___________K。今欲将该热机效率提高到50%，假设低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加____________K。5001006.从统计的意义来解释，不可逆过程实质上是一个_________________的转变过程，一切实际过程都向着__________________的方向进行。从几率较的状态到几率较大的状态状态的几率增大(或熵值增加)7.一个能透热的容器，盛有各为1mol的A、B两种理想气体，C为具有分子筛作用的活塞，能让A种气体自由通过，不让B种气体通过，如下图。活塞从容器的右端移到容器的一半处，设过程中温度不变，则种气体熵的增量Δ，(1)ASA=_____________种气体熵的增量Δ。(2)BSB=_____________(普适气体常量R=8.31J·mol-1·K-1)0-5.76J/K已知:一气缸如图1，、内各有1理想气体..有335J8.ABmolN2VA=VB,TA=TB的热量缓慢地传给气缸,活塞上方的压强始终是1atm(忽略导热板的吸热,活塞重量及摩擦).1atm绝热活塞QBB导热板QAA热源图1求:(1)A，B两部分温度的增量及净吸收的热量.(2)假设中间的导热隔板换成可自由滑动的绝热隔板,如图2.再求第(1)问的各量.参考解答解题分析确定两个区内各自进行是什么热力学过程，再应用热力学第一定律.计算内能增量时，要用到热容的迈尔公式.解题过程方法一：(1)因为隔板导热，所以TTTTTAABBA区内：等容过程QQEWEBQQCT〔1〕BVB区内：等压过程QCT〔2〕Bp解(1)(2)联立，得QQQ335TK6.72KCCii2i1R518.31VpRR22i252QCTRT8.316.72J196JBp22i5QCTRT8.316.72J139JAV22或QQQ(335196)J139JAB方法二:整体法.将A、B看成一个整体，QEW2CTpV2CTRTVVQQ所以：T6.72K2CRCCVVp结果与方法一相同.(2)假设将导热隔板换成可自由滑动的绝热隔板,如图2.1atm绝热BQA热源图2A：吸热膨胀就要推隔板,B：压强略增就要推活塞,所以，A、B仍都保持1atm的压强.A:等压吸热过程QCTpQ335TK11.5KC52p8.312B:等压绝热过程QCT0，所以：T0Bp由于B压强不变,而且温度也不变,所以体积也不变.图象：B室整个向上平移.9.用绝热壁做成一圆柱形的容器，在容器中间放置一无摩擦的、绝热的可动活塞，活塞两侧各有物质的量为〔以mol为单位〕的理想气体.设两侧气体的初始状态均为，，，气体定体摩尔热容为常量，，将一通电线圈放在p0V0T0CV,m活塞左侧气体中，对气体缓慢加热.左侧气体膨胀，同时通过活塞压缩右方气体，27最后使右方气体压强增为p.试问：〔1〕对活塞右侧气体做了多少功？〔2〕80右侧气体的终温是多少？〔3〕左侧气体的终温是多少？〔4〕左侧气体吸收了多少热量？参考解答解题分析圆柱形容器和活塞都是绝热的，所以活塞右方气体经历的是绝热过程；而活塞左侧有通电线圈加热，左方气体吸收热量后不仅增加右方气体的内能〔或者说使得它的温度升高〕.另外，可以认为在初始时刻活塞位于