没有幻灯片标题8072.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《没有幻灯片标题8072.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《没有幻灯片标题8072.ppt(57页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 2 一理想气体经历图示的过程,试讨论过一理想气体经历图示的过程,试讨论过程程 1-2 与过程与过程 1”-2 的摩尔热容量是正还是的摩尔热容量是正还是负?图中负?图中1-2为绝热过程。为绝热过程。2PVO111”T2T1解:根据摩尔热容的定义解:根据摩尔热容的定义 可知求可知求Cx的正负只需求的正负只需求dQ与与dT 的符号就可判断。的符号就可判断。过程过程 1-2、1-2、1”-2 都在等温线都在等温线 T1和和 T2 之间之间,它们的温度变化相同且它们的温度变化相同且 由图中可以看出由图中可以看出它们的内能变化相同且它们的内能变化相同且 2PVO111”T2T1它们对外界做功都为负,即它
2、们对外界做功都为负,即 A|A 1-2|可知可知Q 1-2|A 1-2|,可知,可知Q 1-2 0,这样得,这样得 3 1 1mol 单原子分子的理想气体,经历如单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,联结图所示的可逆循环,联结a、c 两点的曲线两点的曲线ca 的方程为的方程为 P=P0V2/V02,a 点的温度为点的温度为T0,(1 1)试以)试以 T0、R 表示表示 ab、bc、ca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 Pb=Pc=9 P0 Vb=V0 Tb=(Pb/Pa)Ta=9 T0(1)过程)过程 ab
3、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 过程过程 bc 过程过程 ca(2)bcaPVV09P0P04、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
4、塞缓慢上升到位置1,完成,完成一次循环。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
5、热量全部用来溶解冰,则溶解冰的质量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)O5、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
6、为吸热过程为吸热过程 吸热总和为吸热总和为 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 例例6:某理想气体在某理想气体
7、在 P-V 图上等温线与绝热图上等温线与绝热线相交于线相交于 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点点处等温线斜率与绝热线斜率之比为处等温线斜率与绝热线斜率之比为 0.714,现使气体从现使气体从 A点绝热膨胀至点绝热膨胀至 B点,其体积点,其体积V2=110-3m3,求,求AP1VV1V2OPB(1)B点处的压强点处的压强(2)在此过程中气)在此过程中气体对外所作的功。体对外所作的功。解解:(1)(1)等温线等温线 P V=C 得得绝热线绝热线 P V=C得得AP1VV1V2OPB故故=1/0.714=1.4
8、由题意知由题意知(2)AP1VV1V2OPB由绝热方程由绝热方程 7、一定量的某种理想气体,开始时处于、一定量的某种理想气体,开始时处于压强、温度、体积分别为压强、温度、体积分别为P0=1.2106 Pa,T0=300k,V0=8.3110-3m3 的初态,后经的初态,后经过一等容过程,温度升高到过一等容过程,温度升高到 T1=450k,再经,再经过一等温过程,压强降到过一等温过程,压强降到 P=P0 的末态。已的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热知该理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容之比容之比 CP/CV=5/3,求:(,求:(1)该理想气体)该理想气体的等压摩尔热容的等压摩尔
9、热容 CP 和等容摩尔热容和等容摩尔热容 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。已知:已知:P0,T0,V0 T1 P1V0 T1 P0V1 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 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)全过程中
10、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 104J 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=RT1 ln(T1/T0 )=6.06 103J 已知:已知:P0,T0,V0 T1 P1V0 T1 P0V1 等容等容等温等温8、1mol 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,为定容摩尔热容,视为常数;视为常数;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+
11、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,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)d
12、P=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-b)=恒量恒量 P(V-b)v=恒量恒量 9、如图所示,用绝热材料包围的圆筒内盛有刚、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、绝热的性双原子分子的理想气体,并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住。轻活塞将其封住。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是圆筒体积等分刻度是圆筒体积等分刻度线,每等分
13、刻度为线,每等分刻度为110-3m3。开始开始时活塞在位置时活塞在位置1,系统与大气同温、同压、同为标准状态。现将小砝系统与大气同温、同压、同为标准状态。现将小砝码逐个加到活塞上,缓慢地码逐个加到活塞上,缓慢地压缩压缩气体,当活塞到达气体,当活塞到达位置位置3 时停止加砝码;然后接通电源缓慢时停止加砝码;然后接通电源缓慢加热加热 至至2;断开电源,再逐步移去所有;断开电源,再逐步移去所有 砝码,气体继续砝码,气体继续膨胀至膨胀至1,当上升,当上升 的活塞被环的活塞被环 M、N 挡住后,挡住后,拿去拿去周周 围围绝热材料绝热材料,系统逐步恢复到原来,系统逐步恢复到原来 状态。完成一个循环。状态。
14、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)求该循环过程中吸收的热量和放出的 热量。热量。(1)系统开始处于标准状态)系统开始处于标准状态a,活塞从,活塞从1-3为绝热压为绝热压缩过程缩过程,终态为,终态为b;活塞从;活塞从3-2为等压膨胀过程为等压膨胀过程,终,终态为态为c;活塞从;活塞从2-1为绝热膨胀过程为绝热膨胀过程,终态为,终态为d;除;除去绝热材料恢复至原态去绝热材料恢复至原态a,该过程为,该过程为等容过程等容过程。该循。
15、该循环在环在 P-V 图上对应的曲线如图所示。图上对应的曲线如图所示。(2)由题意可知)由题意可知 Pa=1.013105Pa,Ta=273k,Va=310-3m3,Vb=110-3m3,Vc=210-3m3bcaVVbVaOdVcP231MNab为绝热过程,据绝热过程方程为绝热过程,据绝热过程方程得得bc为为 等压过程,据等压过程方程等压过程,据等压过程方程bcaVVbVaOdVcP cd 为绝热过程,为绝热过程,据绝热过程方程据绝热过程方程(3)循环中)循环中ab 和和cd为绝热过程,不与外界交为绝热过程,不与外界交换热量,换热量,bc 为等压膨胀过程,吸收热量为为等压膨胀过程,吸收热量为
16、又据理想气体状态方程有又据理想气体状态方程有式中式中bcaVVbVaOdVcP bc为等压膨胀过程为等压膨胀过程,故得故得 da 为等容降温过程,放出热量为为等容降温过程,放出热量为bcaVVbVaOdVcP 例例10:4g氢气被活塞封闭在一容器的下氢气被活塞封闭在一容器的下半部(容器的一半)且与外界平衡,若活塞质半部(容器的一半)且与外界平衡,若活塞质量不计,现把量不计,现把2 104 J的热量缓慢地传给气体,的热量缓慢地传给气体,使其逐渐膨胀,若活塞外大气压为标准状态。使其逐渐膨胀,若活塞外大气压为标准状态。试求氢气最后的压强、温度,容积各为多少?试求氢气最后的压强、温度,容积各为多少?解
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 没有 幻灯片 标题 8072
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内