大学物理第19章例题及练习题(1-热力学地一定律).ppt

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1、练习练习1 1理想气体的下列过程，哪些是不可能发生的？理想气体的下列过程，哪些是不可能发生的？(1)(1)等体加热，内能减少，压强升高等体加热，内能减少，压强升高(2)(2)等温压缩，压强升高，同时吸热等温压缩，压强升高，同时吸热(3)(3)等压压缩，内能增加，同时吸热等压压缩，内能增加，同时吸热(4)(4)绝热压缩，压强升高，内能增加绝热压缩，压强升高，内能增加（P P652652 ）第二节第二节 热力学第一定律及其应用热力学第一定律及其应用由绝热方程得：由绝热方程得：解法解法1 1：练习练习2(2(P P652652 例例2 2 )理想气体自由膨胀，去掉隔板实现平衡后压强理想气体自由膨胀，

2、去掉隔板实现平衡后压强 p p=?=?*理想气体自由膨胀为理想气体自由膨胀为:绝热、非静态、等温过程。绝热、非静态、等温过程。解法解法2 2：绝热过程绝热过程自由膨胀自由膨胀*绝热方程对非静态过程不适用。绝热方程对非静态过程不适用。注意：注意：练习练习3 3绝热容器内被一隔板分成相等的两部分，左边充满绝热容器内被一隔板分成相等的两部分，左边充满整个容器，当气体达到平衡时，整个容器，当气体达到平衡时，气体的内能为：气体的内能为：分子平均速率为：分子平均速率为：分子平均碰撞频率为：分子平均碰撞频率为：右边为真空。把隔板抽出右边为真空。把隔板抽出,气体将充满气体将充满平均速率平均速率 ),),理想气

3、体理想气体(内能内能 ，温度，温度 ，分子平均碰撞频率，分子平均碰撞频率 ，答案：答案：注意注意:是是T-V 图图循环为循环为斯特林循环斯特林循环例题：例题：解解:1 1mol双原子分子理想气体如图循环，双原子分子理想气体如图循环，TbVdac第三节第三节 循环过程循环过程 卡诺循环卡诺循环总吸热总吸热总放热总放热TbVdac思考：思考：pBCP P670670 20.1(4):20.1(4):又：又：练习练习1:1:P P670670 20.1(3)20.1(3)一卡诺机进行如图两个循环一卡诺机进行如图两个循环,下列表述正确的是：下列表述正确的是：c（1）（2）（3）（4）两个循环过程：两个

4、循环过程：过程过程2:12 等温、等温、23等体等体 34等压、等压、41 绝热绝热过程过程1:12 等温、等温、23 绝热绝热 34 等压、等压、41 绝热绝热比较哪个过程热机效率高。比较哪个过程热机效率高。练习练习2.循环过程作功不同（循环过程作功不同（1 2）两个过程吸热（两个过程吸热（12）是一样的）是一样的解答：解答：将一台家用电冰箱视为理想卡诺致冷机，放在将一台家用电冰箱视为理想卡诺致冷机，放在求做一盘冰所需的功，所需时间，所要求的电功率求做一盘冰所需的功，所需时间，所要求的电功率各为多少？各为多少？练习练习3.3.解：致冷系数解：致冷系数例题例题(P(P67267220.15):

5、20.15):一定量的理想气体经历如图所示循环一定量的理想气体经历如图所示循环,已已知知TC=300=300K,TB=400=400K,求此循环的循环效率。求此循环的循环效率。已知压强也可求效率。已知压强也可求效率。为为燃燃气气涡涡轮轮机机的的循循环环练习练习1.1.讨论图中：讨论图中：摩尔热容的正负。摩尔热容的正负。思路：思路：A A解解:习题课习题课热力学第一定律及其应用热力学第一定律及其应用ACAC曲线下面积曲线下面积ABAB曲线下面积曲线下面积A A在在中：中：ADAD曲线下面积曲线下面积A A在在中：中：练习练习2.2.已知：单原子分子理想气体已知：单原子分子理想气体 P P6716

6、71 20.10 20.10解：解：3.48进行如图循环过程进行如图循环过程求：求：练习练习3.3.解：解：哪些过程吸热？哪些过程吸热？过过 A 等温线必然与等温线必然与 CD 相交，相交，设交点为设交点为 F（3）与）与A内能相同的点必与内能相同的点必与A在同一条等温线上，在同一条等温线上，由由循环中与循环中与A有相同内能的状态为有相同内能的状态为F练习练习4.4.已知已知:求求:1.1.2.2.P P67267220.1620.16解解:1-21-2：多方过程：多方过程2-32-3：绝热膨胀绝热膨胀等温压缩等温压缩3-13-1：练习练习5.5.P673 20.20 设一暖气装置由一台卡诺热

7、机和一台卡诺致冷机设一暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺致冷机组合而成。热机靠燃料燃烧释放的热量工作并向暖组合而成。热机靠燃料燃烧释放的热量工作并向暖气系统中的水放热，同时带动致冷机。致冷机自河气系统中的水放热，同时带动致冷机。致冷机自河水中吸热，也向暖气系统放热。假定热机锅炉的温水中吸热，也向暖气系统放热。假定热机锅炉的温度为度为 河水的温度为河水的温度为 ，暖气系，暖气系统的温度为统的温度为 ,设煤的燃烧值设煤的燃烧值 求每燃烧求每燃烧1kg1kg煤，暖气系统中的水获得热量是多少？煤，暖气系统中的水获得热量是多少？是煤发出热量的几倍？是煤发出热量的几倍？(1)(1)画出问题的能流图画出问题的

8、能流图为卡诺机为卡诺机(2)卡诺热机卡诺热机:每燃烧每燃烧1kg煤煤(2)卡诺致冷机卡诺致冷机:(4)暖气系统得热：暖气系统得热：练习练习6.P6.P67167120.420.4已知：已知：理想气体理想气体如图循环。如图循环。求：求：状态状态B B、C C的温度；的温度；各过程的吸热。各过程的吸热。思路：思路：解：解：T(K)V(10-3m3)O12abcT(K)V(10-3m3)O12abc解：解：由题知：由题知：i=3=3。且从从T-V相图可知，相图可知，ab上任一点的斜率上任一点的斜率 ,故故ab过程是等压过程，则：过程是等压过程，则：而而 (1)(1)ab、bc、ca各个过程系统吸收热量为：各个过程系统吸收热量为：(放热放热)(吸热吸热)(吸热吸热)常数常数代入理想气体状代入理想气体状态方程，得：态方程，得：T(K)V(10-3m3)O12abc (2)(2)循环系统所作的净功循环系统所作的净功 (3)(3)循环系统吸收的总热量循环系统吸收的总热量 循环的效率循环的效率