大学物理热学题库及答案 联系客服

发布时间 : 星期五 文章大学物理热学题库及答案更新完毕开始阅读ff46a17379563c1ec4da7173

大学物理 热学

116. (1) 等压, (2) 等压;

pA→B1等压过程AB1B2A→B2等温过程B3A→B3绝热过程OV1VV2117. (1) 不变, (2) 变大, (3) 变大;

118. 等压, 等压, 等压;

119. (1) 气体内能的增加, (2) 气体对外做功, (3) 气体内能增加和对外做功. 120. (1) 吸热, (2) 放热, (3) 放热 121. 8.64?103;

122. 1:2, 5:3, 5:7; 123.

72W; 124. 8.31J, 29.09J; 125.

2ii?2, i?2; 126.

132(ppV11?2)(V2?1), 2(p2V2?p1V1)?2(p1?p2)(V2?V1); 127.

32p1V1, 0; 128. W/R,

72W; 129. 7.48?103J, 7.48?103J; 130. 124.7J, ?84.3J;

131.1.62?104 J (或160 atm?L);

132. ??1w?1 (或w?1??1); 133. 90J;

134. 33.3%, 50%, 66.7%; 135. 400;

136. 33.3%, 8.31?103J;

137. 200J;

29

大学物理 热学

138. 500, 100;

139. 状态几率增大,不可逆的;

140. 从几率较小的状态到几率较大的状态,状态的几率增大 (或熵值增加)。 三、计算题 141.解:

(1)

w?3kT?8.28?10?21 J 23EK?Nw??N1?N2?kT?4.14?105 J

2(2) p = n kT=2.76×105 Pa142.解:

(1) 由 v

??21/21/2?3RT/Mmol

而氢核 Mmol=1×10?3 kg·mol?1 ∴ v??2=1.58×106 m·s?1

(2) w?143.解:

3kT=1.29×104 eV 2取A、B两部分的气体为系统,依题意知,在外界压缩A部分的气体,作功为W的过

程中,系统与外界交换的热量Q为零,根据热力学第一定律,有

Q=△E+(-W) = 0 ①

设A、B部分气体的内能变化分别为△EA和△EB

△E=△EA+△EB

因为C是导热的,故两部分气体的温度始终相同,设该过程中的温度变化为?T,则A、B两部分气体内能的变化分别为

?EA??EB?3R?T ③ 25R?T ④ 25W5R?W 24R8将②、③、④代入①式解得 △T =W/(4R) 将上式代入④式得 ?EB?144.解:

(1) 对A、B两部分气体缓慢地加热,皆可看作准静态过程,两室内是同种气体,而且开始时两部分气体的p、V、T均相等,所以两室内气体的摩尔数M/Mmol也相同。

30

大学物理 热学

A室气体经历的是等体过程,B室气体经历的是等压过程,所以A、B室 气体吸收的热量分别为 QA=(M/Mmol)CV(TA-T)

QB=(M/Mmol)CP(TB-T)

已知QA = QB,由上两式可得 ?? Cp /CV = △TA /△TB =7/5 因为Cp =CV +R,代入上式得 C5V?2R ,C7p?2R (2) B室气体作功为 W=p·△V=(M/Mmol)R△TB

B室中气体吸收的热量用于作功的百分比为

W(M/Mmol)R?TBRRQ?(M/M???28.6% Bmol)Cp?TBCp72R145.解:

(1) W?p?V?R?T?598 J ; (2)

?E?Q?W?1.00?103 J ;

(3) CQp??T?22.2J?mol?1?K?1 C?1V?Cp?R?13.9J?mol?K?1 ??CpC?1.6

V146.解:

(1) ?E?C5V(T2?T1)?2(p2V2?p1V1); (2) W?12(p1?p2)(V2?V1), W为梯形面积,根据相似三角形有p1V2= p2V1,则 W?12(p2V2?p1V1) (3) Q =ΔE+W=3( p2V2-p1V1 )

(4) 以上计算对于A→B过程中任一微小状态变化均成立,故过程中 ΔQ =3Δ(pV).

由状态方程得 Δ(pV) =RΔT, 故 ΔQ =3RΔT, 摩尔热容 C=ΔQ/ΔT=3R. 147.解:

31

大学物理 热学

由图可看出 pAVA = pCVC 从状态方程 pV =?RT 因此全过程A→B→C

?E=0.

TA=TC ,

B→C过程是绝热过程,有QBC = 0. A→B过程是等压过程,有 QAB?? Cp(TB?TA)?5(pBVB?pAVA)=14.9×105 J. 2故全过程A→B→C的 Q = QBC +QAB =14.9×105 J. 根据热一律Q=W+?E,得全过程A→B→C的

W = Q-?E=14.9×105 J .

148.解:

(1) p-V图如右图 (2) T4=T1(3)Q??E=0

p (atm) 2 1 T1 T3 T2 T4 V (L)

MMCp(T2?T1)?CV(T3?T2) MmolMmol53p1(2V1?V1)?[2V1(2p1?p1)] 2211p1V1=5.6×102 J 2? ?O 1 2 (4) W=Q=5.6×102 J 149.解:

(1) p-V图如图.

p12 (2) T1=(273+27) K=300 K 据 V1/T1=V2/T2, 得 T2 = V2T1/V1=600 K Q =??Cp(T2?T1) = 1.25×104 J (3) ?E=0

3 (4) 据 Q = W + ?E ∴ W=Q=1.25×104 J 150.解:

氦气为单原子分子理想气体,i?3 (1) 等体过程,V=常量,W =0

OV1V2V

据 Q=?E+W 可知 Q??E?

MCV(T2?T1)=623 J Mmol32