2021-2022学年高二物理竞赛课件:热学习题(共18张PPT).pptx
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1、热学习题课件已知:已知:P0,T0,V0 P0 等容等容T0等温等温P1T1 P1v0T1 P0v1T1pVp0P1V0V1 已知:已知:P0,T0,V0 T1 P0 等容等容等温等温解:解:(1)由)由 CP/CV=5/3 和和 CPCV=R 可解得可解得 CP=5R/2 和和 CV=3R/2 (2)该理想气体的摩尔数)该理想气体的摩尔数 =P0V0/RT0=4mol 在全过程中气体内能的改变量为在全过程中气体内能的改变量为 E=CV(T1 T0)=7.48103J 全过程中气体对外作的功为全过程中气体对外作的功为 A=RT1 ln(P1/P0)式中式中 P1/P0=T1/T0 则则 A=R
2、T1 ln(T1/T0 )=6.06 103J全过程中气体从外界吸收的热量为全过程中气体从外界吸收的热量为Q=E+A=1.35 104J1mol 某种气体服从状态方程某种气体服从状态方程P(V-b)=RT,内能为内能为 E=CVT+E0(CV为定容摩尔热容,视为定容摩尔热容,视为常数;为常数;E0为常数)试证明:为常数)试证明:(1)该气体的定压摩尔热容)该气体的定压摩尔热容 CP=CV+R (2)在准静态绝热过程中,气体满足方程)在准静态绝热过程中,气体满足方程 P(V-b)v=恒量恒量 (=CP/CV)证明:热力学第一定律证明:热力学第一定律 dQ=dE+Pdv 由由 E=CV T+E0,
3、有,有 dE=CV dT 由状态方程,在由状态方程,在1mol该气体的微小变化中该气体的微小变化中 有有 PdV+(V-b)dP=RdT (1)在等压过程中,)在等压过程中,dP=0,由由 PdV=RdT 故故(dQ)P=CV dT+RdT定压摩尔热容定压摩尔热容 CP =(dQ)P/dT=CV+R(2)绝热过程中)绝热过程中 dQ=0有有 dE=CV dT=-PdV PdV+(V-b)dP=RdT 由由两式消去两式消去 dT 得得 (V-b)dP+P(1+R/CV)dV=0 其中其中 1+R/CV=CP/CV=此式改写成此式改写成 dP/P+dV(V-b)=0积分得积分得 lnP+ln(V-
4、b)=恒量恒量 P(V-b)v=恒量恒量如图所示,用绝热材料包围的圆筒内盛有刚性双原如图所示,用绝热材料包围的圆筒内盛有刚性双原子分子的理想气体,并用可活动的、绝热的轻活子分子的理想气体,并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住。塞将其封住。M、N是固定在圆筒上的环,用来是固定在圆筒上的环,用来限制活塞向上运动。限制活塞向上运动。1、2、3是圆筒体积等分刻是圆筒体积等分刻度线,每等分刻度为度线,每等分刻度为110-3m3。开始时活塞在位。开始时活塞在位置置1,系统与大气同温、同压、同为标准状态。,系统与大气同温、同压、同为标准状态。现将小砝码逐个加到活塞上,缓慢地压缩气体,现将小砝码逐个加到活塞上,
5、缓慢地压缩气体,当活塞到达位置当活塞到达位置3时停止加砝码;然后接时停止加砝码;然后接 通电源缓慢加热至通电源缓慢加热至2;断开电源,;断开电源,再逐步移去所有砝码,气体继续膨再逐步移去所有砝码,气体继续膨 胀至胀至1,当上升的活塞被环,当上升的活塞被环M、N挡挡 住后,拿去周围绝热材料,系统逐住后,拿去周围绝热材料,系统逐 步恢复到原来状态。完成一个循环。步恢复到原来状态。完成一个循环。231MN(1)在)在 P-V 图上画出相应的循环曲线。图上画出相应的循环曲线。(2)求出各分过程的始、末状态的温度。)求出各分过程的始、末状态的温度。(3)求该循环过程中吸收的热量和放出的)求该循环过程中吸
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