2021-2022学年高二物理竞赛课件：热力学例题(共15张PPT).pptx

《2021-2022学年高二物理竞赛课件：热力学例题(共15张PPT).pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：热力学例题(共15张PPT).pptx（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、热力学例题 1、1mol1mol单原子分子的理想气体，经历如图单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结所示的可逆循环，联结a a、c c两点的曲线两点的曲线caca的的方程为方程为 P=PP=P0 0V V2 2/V/V0 02 2，a a点的温度为点的温度为T T0 0，（1 1）试以）试以T T0 0、R R表示表示 abab、bcbc、caca过程中气过程中气体吸收的热量。体吸收的热量。（2 2）求此循环的效率。）求此循环的效率。bcaPVV09P0P0解：设解：设a 状态的状态参量为状态的状态参量为P0、V0、T0，则，则 Pb=Pc=9 P0，Vb=V0，Tb=（Pb/Pa

2、）Ta=9 T0 （1）过程）过程 abPbcaVV09P0P0 过程过程 bc 过程过程 ca（2）bcaPVV09P0P02、如图所示，一金属圆筒中盛有、如图所示，一金属圆筒中盛有1mol双原子分双原子分子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中，迅速推动活塞，使气体从标准状水混合物中，迅速推动活塞，使气体从标准状态（位置态（位置1）压缩到体积为原来一半的状态）压缩到体积为原来一半的状态（位置（位置2），然后维持活塞不动，待气体温度），然后维持活塞不动，待气体温度下降至下降至0，再让活塞缓慢上升到位置，再让活塞缓慢上升到位置1，完成，完成一次

3、循环。一次循环。（1）试在）试在PV图上画出相应的理想循环曲线图上画出相应的理想循环曲线（2）若做）若做100次循环放出的总热量全部用来溶解次循环放出的总热量全部用来溶解冰，则有多少冰，则有多少kg 冰被熔化？冰被熔化？冰的溶解热冰的溶解热=3.35105Jkg-1。12解：解：（1）PV图上循环曲线，图上循环曲线，ab为绝热为绝热线，线，bc为等容线，为等容线，ca为等温线。为等温线。（2）等容过程放热为）等容过程放热为 12PbcaVV1/2V1（T2）（T1）（T1）O等温过程吸热为等温过程吸热为若若100次循环放出的总热量全部用来溶解冰，次循环放出的总热量全部用来溶解冰，则溶解冰的质量

4、为则溶解冰的质量为绝热过程方程绝热过程方程双原子分子双原子分子系统一次循环放出的热量为系统一次循环放出的热量为PbcaVV1/2V1（T2）（T1）（T1）O3、如图所示，如图所示，abcda为为1mol单原子分子理想气单原子分子理想气体的循环过程，求：体的循环过程，求：（1）气体循环一次，在吸收过程中从外界共）气体循环一次，在吸收过程中从外界共吸收的热量。吸收的热量。（2）气体循环一次对外做的净功。）气体循环一次对外做的净功。（3）证明：）证明：Ta Tc=Tb TdbcaV（10-3m3）2Od3 （105Pa）P21解：（解：（1）过程）过程ab与与bc为吸热过程为吸热过程 吸热总和为吸

5、热总和为 Q1=CV(Tb Ta )+CP(Tc Tb )=800J（2）循环过程对外所作总功为图中矩形面积）循环过程对外所作总功为图中矩形面积 A=Pb（Vc-Vb）Pa（Vd-Va）=100J（3）Ta=PaVa/R ，Tc=PcVc/R Tb=PbVb/R ，Td=PdVd/R 32 52=（PbVb PaVa）+（PcVc PbVb）bcaV2Od3 P21 Ta Tc=（Pa Va Pc Vc）/R2 =（12104）/R2 Tb Td =（Pb Vb Pd Vd）/R2 =（12104）/R2 Ta Tc=Tb Td 4、某理想气体在、某理想气体在P-V图上等温线与绝热线相交图上等

6、温线与绝热线相交于于A点，如图，已知点，如图，已知A点的压强点的压强P1=2105Pa，体积体积 V1=0.510-3m3，而且，而且A点处等温线斜率点处等温线斜率与绝热线斜率之比为与绝热线斜率之比为0.714，现使气体从，现使气体从A点绝点绝热膨胀至热膨胀至B点，其体积点，其体积V2=110-3m3，求，求（1）B点处的压强点处的压强（2）在此过程中气体对外所作的功。）在此过程中气体对外所作的功。AP1VV1V2OPB解解:(1)等温线等温线 PV=C得得绝热线绝热线 PV=C得得AP1VV1V2OPB故故=1/0.714=1.4由绝热方程由绝热方程由题意知由题意知可得可得(2)AP1VV1

7、V2OPB 5、1mol理想气体在理想气体在T 1=400k 的高温热源与的高温热源与T2=300k 的低温热源间作卡诺循环（可逆的）。的低温热源间作卡诺循环（可逆的）。在在400k的等温线上起始体积为的等温线上起始体积为V1=0.001m3，终，终止体积为止体积为V2=0.005m3，求此气体在每一循环中，求此气体在每一循环中（1）从高温热源吸收的热量）从高温热源吸收的热量Q1（2）气体所作的净功）气体所作的净功A（3）气体传给低温热源的热量）气体传给低温热源的热量Q2 解解 (1)Q1=RT1ln（V2/V1）=5.35103J (2)=1(T2/T1)=0.25 A=Q1=1.34103

8、J (3)Q2=Q1A=4.01 103J6、一定量的某种理想气体，开始时处于压强、一定量的某种理想气体，开始时处于压强、温度、体积分别为温度、体积分别为P0=1.2106Pa,T0=300k V0=8.3110-3m3 的初态，后经过一等容过程，的初态，后经过一等容过程，温度升高到温度升高到T1=450k，再经过一等温过程，再经过一等温过程，压强降到压强降到 P=P0的末态。已知该理想气体的的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容之比等压摩尔热容和等容摩尔热容之比CP/CV=5/3，求：（，求：（1）该理想气体的等压摩尔热容）该理想气体的等压摩尔热容CP和和等容摩尔热容等容摩尔热容CV （2）气体从始态变到末态的全过程中从外界）气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。吸收的热量。