大学物理热学计算题-整理教学教材.pdf

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资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除word 可编辑145、将 1 mol 理想气体等压加热，使其温度升高72 K，传给它的热量等于1.60103 J，求：(1)气体所作的功W；(2)气体内能的增量E；(3)比热容比(普适气体常量11KmolJ31.8R)解：(1)598TRVpWJ；(2)31000.1WQEJ；(3)11KmolJ2.22TQCp11KmolJ9.13RCCpV6.1VpCC146、1 mol 双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿 p V图所示直线变化到状态B(p2,V2)，试求：(1)气体的内能增量(2)气体对外界所作的功(3)气体吸收的热量(4)此过程的摩尔热容(摩尔热容C=TQ/，其中Q表示 1 mol 物质在过程中升高温度T时所吸收的热量)解：(1)(25)(112212VpVpTTCEV；(2)(211221VVppW，W 为梯形面积，根据相似三角形有p1V2=p2V1，则)(211122VpVpW(3)Q=E+W=3(p2V2p1V1)(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Q=3(pV)由状态方程得(pV)=RT，故Q=3RT，摩尔热容C=Q/T=3RN2HeABCDBAOVp1p2pV1V2A B C V(m3)p(Pa)2 3.49 8 1105 4105 O 资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除word 可编辑147 一定量的单原子分子理想气体，从 A 态出发经等压过程膨胀到B 态，又经绝热过程膨胀到C 态，如图所示试求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量由图可看出pAVA=pCVC从状态方程pV=RT可知TA=TC，因此全过程A BC 的E=0BC 过程是绝热过程，有QBC=0AB 过程是等压过程，有)(25)(AABBABpABVpVpTTCQ=14.9105 J故全过程ABC 的Q=QBC+QAB=14.9 105 J根据热一律Q=W+E，得全过程ABC 的W=Q E14.9 105 J 148、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)已知气体的初压强p1=1atm，体积 V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2 倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，(1)在 pV 图上将整个过程表示出来(2)试求在整个过程中气体内能的改变(3)试求在整个过程中气体所吸收的热量(1 atm1.013105 Pa)(4)试求在整个过程中气体所作的功解：(1)pV 图如右图(2)T4=T1E0(3)()(2312TTCMMTTCMMQVmolpmol)2(223)2(25111111ppVVVp11211Vp 5.6102 J(4)W Q 5.6102 J 149、汽缸内有2 mol 氦气，初始温度为27，体积为20 L(升)，先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止把氦气视为理想气体试求：A B C V(m3)p(Pa)2 3.49 8 1105 4105 O T3T4T2T11 2 1 2 V(L)p(atm)O 文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 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ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除word 可编辑151、一定量的单原子分子理想气体，从初态 A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A(1)求 AB，BC，CA 各过程中系统对外所作的功W，内能的增量E 以及所吸收的热量 Q(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)(1)AB：)(211ABABVVppW=200 JE1=CV(TBTA)=3(pBVBpAVA)/2=750 J Q=W1+E1950 JBC：W2=0 E2=CV(TCTB)=3(pCVCpBVB)/2=600 JQ2=W2+E2 600 JCA：W3=pA(VAVC)=100 J150)(23)(3CCAACAVVpVpTTCEJQ3=W3+E3 250 J(2)W=W1+W2+W3=100 JQ=Q1+Q2+Q3=100 J 154、比热容比1.40 的理想气体进行如图所示的循环已知状态A 的温度为300 K求：(1)状态 B、C 的温度；(2)每一过程中气体所吸收的净热量(普适气体常量R8.31 11KmolJ)解：由图pA400 Pa，pBpC100 Pa，VAVB2 m3，VC6 m3(1)CA 为等体过程，据方程pA/TA=pC/TC得TC=TA pC/pA=75 K BC 为等压过程，据方程VB/TB=VC TC 得TB=TC VB/VC=225 K 1 2 3 1 2 O V(103 m3)p(105 Pa)A B C p(Pa)V(m3)A B C O 2 4 6 100 200 300 400 文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 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等体过程吸热1500)(253CATTRQJ循环过程E=0，整个循环过程净吸热600)(21CBCAVVppWQJAB 过程净吸热：Q1=Q Q2Q3=500 J 155、1 mol 氦气作如图所示的可逆循环过程，其中ab 和 cd 是绝热过程，bc和 da为等体过程，已知 V1=16.4 L，V2=32.8 L，pa=1 atm，pb=3.18 atm，pc=4 atm，pd=1.26 atm，试求：(1)在各态氦气的温度(2)在态氦气的内能(3)在一循环过程中氦气所作的净功(1 atm=1.013105 Pa)(普适气体常量 R=8.31 J mol1 K1)解：(1)Ta=paV2/R400 K Tb=pbV1/R636 K Tc=pcV1/R800 K Td=pdV2/R504 K(2)Ec=(i/2)RTc9.97103 J(3)bc 等体吸热Q1=CV(TcTb)2.044 103 J da 等体放热Q2=CV(TdTa)1.296 103 J W=Q1Q20.748103 J Op(atm)pcpapdpbabcdV(L)V1V2文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 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的温度；(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和)解：由图，pA=300 Pa，pB=pC=100 Pa；VA=VC=1 m3，VB=3 m3(1)CA 为等体过程，据方程pA/TA=pC/TC得TC=TA pC/pA=100 KBC 为等压过程，据方程VB/TB=VC/TC得TB=TCVB/VC=300 K(2)各过程中气体所作的功分别为AB：)(211CBBAVVppW=400 JBC：W2=pB(VCVB)=200 JCA：W3=0(3)整个循环过程中气体所作总功为W=W1+W2+W3=200 J因为循环过程气体内能增量为E=0，因此该循环中气体总吸热Q=W+E=200 J.Oadcbp(105 Pa)V(103 m3)2312ABCp(Pa)OV(m3)123100200300文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 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ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4 ZB9T7B3T9N1文档编码:CC6I10Z3E10S1 HY10S7Z5A6U4

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