热力学基础习题.doc

《热力学基础习题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热力学基础习题.doc（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章 热力学基础习题 （一） 教材外习题1在下列各种说法中，哪些是正确的？（1）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程（2）热平衡过程一定是可逆过程（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接（4）热平衡过程是在pV图上可用一连续曲线表示（A）（1）、（2）（B）（3）、（4）（C）（2）、（3）、（4）（D）（1）、（2）、（3）、（4）（ ）2对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？（A）等容降压过程（B）等温膨胀过程（C）绝热膨胀过程（D）等压压缩过程（ ）3如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定

2、量的理想气体，压强为Pa，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是（A）P0（B）P0/2（C）2g P0 (g = CP / CV)（D）P0/2g（ ）P0OpTaabc4一定量的理想气体分别由初态a经过程a b和由初态a 经过程acb到达相同的终态b，如p T图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1，Q2的关系为：（A）Q1Q2（B）Q10, Q1Q2（C）Q1Q2（D）Q10, Q1Q2（ ）5根据热力学第二定律可知：（A）功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。（B）热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体（C）不可逆过程就是不能

3、向相反方向进行的过程（D）一切自发过程都是不可逆的（ ）二、填空题：1一定量的理想气体，从pV图上状态出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试画出这三种过程的pV图曲线。在上述三种过程中，（1）气体对外作功最大的是_过程；（2）气体吸热最多的是_过程。ApVOV1V22压强、体积和温度都相同的氢气和氦气（均视为刚性分子的理想气体），它们的质量之比为m1m2=_，它们的内能之比为E1E2=_，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为A1A2=_。（各量下角标1表示氢气，2表示氦气）三、计算题：1一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程，已知气体在

4、状态A的温度下为TA=300K，求（1）气体在状态B、C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）。p (Pa)300A200100BCV(m3)1 2 3OP2如图所示，AB、CD是绝热过程，CEA是等温过程，BED是任意过程，组成一个循环。若图中EDCE所包围面积为70J，EABE所包围的面积为30J，CEA过程中系统放热100J，求BED过程中系统吸热为多少？DAECB（二） 教材内习题6-5 如图所示，一定量的空气，开始在状态A，其压强为2.0105Pa，体积为2.0103m3，沿直线AB变化到状态B后，压强变为1.01

5、05Pa，体积变为3.0103m3，求此过程中气体所作的功. 6-10 一压强为1.0105Pa，体积为1.0103m3的氧气自0加热到100，问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压或等体过程中各作了多少功？6-11 如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326J的热量传递给系统，同时系统对外作功126J. 如果系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A，外界对系统作功为52J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？6-12 如图所示，一定量的理想气体经历ACB过程时吸热200J，则经历ACBDA过程时吸热又为多少？6-13 除非温

6、度很低，许多物质的定压摩尔热容都可以用下式表示：式中a、b和c是常量，T是热力学温度. 求：（1）在恒定压强下，1mol物质的温度从T1升高到T2时需要的热量；（2）在温度T1和T2之间的平均摩尔热容；（3）对镁这种物质来说，若Cp,m的单位为Jmol1K1，则a=25.7103Jmol1K1，b=31.3 Jmol1K2，c=3.27108 Jmol1K3. 计算镁在300K时的热容Cp,m，以及在200K和400K之间Cp,m的平均值. 6-16 如图所示，使1mol氧气（1）由A等温地变到B；（2）由A等体地变到C，再由C等压地变到B. 试分别计算氧气所作的功和吸收的热量. 6-17 温

7、度为27、压强为1.01105Pa的一定量氮气，经绝热压缩，使其体积变为原来的1/5，求压缩后氮气的压强和温度. 6-19 0.32kg的氧气作图中所示循环ABCDA，设V2=2V1，T1=300K，T2=200K，求循环效率. （已知氧气的定体摩尔热容的实验值Cv, m=21.1 Jmol1K1）6-20 一定量的理想气体经图示循环，请填写表格中的空格. 过 程内能增量E/J作功W/J吸热量Q/JAB50BC 50CD50150DAABCDA=6-21 习题6-21图是某理想气体循环过程的VT图. 已知该气体的定压摩尔热容Cp, m=2.5R，定体摩尔热容Cv, m=1.5R，且VC =2V

8、A. （1）试问：图中所示循环是代表致冷机还是热机？（2）如是正循环（热机循环），求出循环效率.6-24 一小型热电厂内，一台利用地热发电的热机工作于温度为227的地下热源和温度为27的地表之间. 假定该热机每小时能从地下热源获取1.81011J的热量. 试从理论上计算其最大功率为多少？6-28 如图所示，把两部卡诺热机连接起来，使从一个热机输出的热量，输入到另一个热机中去. 设第一个热机工作在温度为T1和T2的两热源之间，其效率为，而第二个热机工作在温度为T2和T3的两热源之间，其效率为. 若组合热机的总效率以=（W1+W2）/Q1表示，试证总效率表达式为6-32 有一体积为2.0102m3的绝热容器，用一隔板将其分为两部分，如图所示. 开始时在左边（体积V1=5.0103m3）一侧充有1mol理想气体，右边一侧为真空. 现打开隔板让气体自由膨胀而充满整个容器，求熵变.