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大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲大学物理作业八参考解答大学物理作业八参考解答一、选择题：一、选择题：1、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比热量之比W/Q为：为：(A)1/3；(B)1/4；(C)2/5；(D)2/7答：D大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲答：答：C2、压压强强、体体积积和和温温度度都都相相同同（常常温温条条件件）的的氧氧气气和和氦氦气气在在等等压压过过程程中中吸吸收收了了相相等等的的热热量量，它它们们对对外外作作的的功之比为功之比为（A）1:1；（B）5:9；（C）5:7；（D）9:5。大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲答：D3、在给出的、在给出的4个图像中，能够描述一定质量的理想个图像中，能够描述一定质量的理想气体在可逆绝热过程中密度随压强变化的图像为：气体在可逆绝热过程中密度随压强变化的图像为：(A)(B)(C)(D)大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲答：答：D4、在、在P-V图上有两条曲线图上有两条曲线abc和和adc,由此可以得出以下由此可以得出以下结论结论:（A）其中一条是绝热线，另一条是等温线；）其中一条是绝热线，另一条是等温线；（B）两个过程吸收的热量相同；）两个过程吸收的热量相同；（C）两个过程中系统对外作的功相等；）两个过程中系统对外作的功相等；（D）两个过程中系统的内能变化相同。）两个过程中系统的内能变化相同。大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲5、一热机由温度为、一热机由温度为727的高温热源吸热，向温度为的高温热源吸热，向温度为527的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、且吸热为且吸热为2000焦耳，热机作功约为焦耳，热机作功约为（A）400J；（B）1450J；（C）1600J；（D）2000J。答：答：A大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲7、关于可逆过程和不可逆过程的判断：关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1)可逆热力可逆热力学过程一定是准静态过程；学过程一定是准静态过程；(2)难静态过程一定是可逆难静态过程一定是可逆过程；过程；(3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；(4)凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上4种判种判断正确的是断正确的是(A)(1)(2)(3)；(B)(1)(2)(4)；(C)(2)(4)；(D)(1)(4)答：D6、你认为以下哪个循环过程是不可能的：你认为以下哪个循环过程是不可能的：(A)绝热线、等温线、等压线组成的循环；绝热线、等温线、等压线组成的循环；(B)绝热线、等温线、等容线组成的循环；绝热线、等温线、等容线组成的循环；(C)等容线、等压线、绝热线组成的循环；等容线、等压线、绝热线组成的循环；(D)两条两条绝热线绝热线和一条等温和一条等温线组线组成的循成的循环环答：D大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲8、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功热量全部用来对外做功”。对此说法有如下几种评论，。对此说法有如下几种评论，其中正确的是：其中正确的是：(A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；(B)违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律；违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律；(C)不不违违反反热热力学第一定律，也不力学第一定律，也不违违反反热热力学第二定律；力学第二定律；(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律答：C大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲1、理想气体在等容、等、理想气体在等容、等压压、绝热变绝热变化化过过程中，内能程中，内能增量的表达式增量的表达式为为。2、在常压下，把一定量的理想气体温度升高在常压下，把一定量的理想气体温度升高50，需要，需要160J的热量，在体积不变的情况下，把此气的热量，在体积不变的情况下，把此气体温度降低体温度降低100，将放出，将放出240J的热量，则此气体的热量，则此气体分子的自由度是分子的自由度是。二、填空题：二、填空题：6 6 大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲4、假如有一定量的气体、假如有一定量的气体作如右图所示的循环过程，作如右图所示的循环过程，则气体所做的净功为则气体所做的净功为。PP03P0V03V0V3、2mol的二氧化碳，在常的二氧化碳，在常压压下加下加热热，使温度从，使温度从 30升高到升高到80，则则(1)(1)气体内能的增量为气体内能的增量为 ；(2)(2)气体膨胀时所做的功气体膨胀时所做的功 ；(3)(3)气体吸收的热量气体吸收的热量 。2493J831J3324J-2P0V0大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲6、设高温热源的绝对温度是低温热源绝对温度、设高温热源的绝对温度是低温热源绝对温度的的n倍，则在一卡诺循环中，气体交给低温热源倍，则在一卡诺循环中，气体交给低温热源的热量是从高温热源得到的热量的的热量是从高温热源得到的热量的倍。倍。1/1/n n5、一卡诺热机从、一卡诺热机从327的高温热源吸热，向的高温热源吸热，向27的低温热源放热。若该机从高温热源吸收的低温热源放热。若该机从高温热源吸收l000J的热量，则该机所作的功的热量，则该机所作的功W，放，放出热量出热量Q2。500J500J500J大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲8、2mol氢氢气气(可可视视为为理理想想气气体体)，从从状状态态参参量量P0、V0、T0的的初初态态经经等等容容过过程程到到末末态态，在在此此过过程程中中，气气体体从从外外界界吸吸收收热热量量Q，则则氢氢气气末末态态的的温温度度T=;末末态态的压强的压强P=.7、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，都表明在自然界中与热现象有关的实际宏观等价的，都表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。开尔文表述指出了过程都是不可逆的。开尔文表述指出了 的的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了 的的过程是不可逆的。过程是不可逆的。功热转换功热转换功热转换功热转换 热传导热传导热传导热传导大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲1 1、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照的规律变化，其中的规律变化，其中a为已知常数。试求：为已知常数。试求：(1)气体从体积气体从体积V1膨胀到膨胀到V2所做的功；所做的功；(2)体积为体积为V1时的温度时的温度T1与体积为与体积为V2时的温度时的温度T2之比。之比。(1)(1)三、计算题：三、计算题：解：解：大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲 (2)(2)(2)(2)又，所以 大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲2、一气缸内贮有一气缸内贮有10mol的单原子理想气体，在的单原子理想气体，在压缩过程中，外力做功压缩过程中，外力做功209J，气体升温，气体升温1。求：。求：(1)气体内能的增量；气体内能的增量；(2)气体在此过程中吸收的热量；气体在此过程中吸收的热量；(3)在此过程中气体的摩尔热容。在此过程中气体的摩尔热容。(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)解：解：大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲解：3、1mol氦气经历如图所示的循环过程，试求循氦气经历如图所示的循环过程，试求循环效率。环效率。等温线PP12P1OV12V1Vbac在bc过程中吸收的热量为在ca过程中吸收的热量为大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲在ab过程中放出的热量为在循环过程中吸收的热量为循环效率为大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲证：在bc过程中吸收的热量为在ca过程中吸收的热量为4、以理想气体为工作热质的热机循环，如图所示。以理想气体为工作热质的热机循环，如图所示。试证明其效率为试证明其效率为绝热线PVbaV2cP2P1OV1大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲在ab过程中放出的热量为循环效率为大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲5、居室内气温保持为居室内气温保持为27，在此室内放置着一台，在此室内放置着一台冰箱，用此冰箱做一盒冰箱，用此冰箱做一盒-13的冰块需要从冰冻室中的冰块需要从冰冻室中取走取走2.09105J的热量排放到居室空气中，假定冰箱的热量排放到居室空气中，假定冰箱是理想的卡诺致冷机：是理想的卡诺致冷机：(1)做一盒具有上述冷热程度的冰块，需要对此致冷做一盒具有上述冷热程度的冰块，需要对此致冷机的工质做多少功机的工质做多少功?(2)如此冰箱能从其冷冻室取出热量的如此冰箱能从其冷冻室取出热量的“速率速率”为为2.09102J/s，求所需的电功率是多少。，求所需的电功率是多少。(3)做上述一盒冰块需要多长时间做上述一盒冰块需要多长时间?(1)(1)(1)(1)=6.5 解：解：大学物理大学物理大学物理大学物理 盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲盛忠志主讲(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)