大学物理7-8章作业解.pdf

《大学物理7-8章作业解.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理7-8章作业解.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 7-3在体积为 2.010-3m3 的容器中，有内能为 6.75102J 的刚性双原子分子理想气体。求：(1)气体的压强；(2)设分子总数为 5.41022 个，则分子的平均平动动能及气体的温度。解（1）理想气体的内能 kTiNE2 （1）理想气体的压强 kTVNnkTp （2）由（1）、（2）两式可得 5321035.110251075.6252VEpPa（2）由 kTiNE2 则 362104.51038.151075.625222232kNETK 又 2123105.73621038.12323kTwJ 7-4容器内储有氧气，其压强为 p=1.0110 5 Pa，温度为 t=27。试求

2、：(1)单位体积内的分子数；(2)分子的平均平动动能。解：（1）由nkTp 525-3231.01 102.44 10 m1.38 10300pnkT（2）J1021.63001038.123232123kTw 7-5容器内某理想气体的温度 T273K，压强 p=1.00 10-3atm，密度为31.25g m，求：(1)气体的摩尔质量；(2)气体分子运动的方均根速率；(3)气体分子的平均平动动能和转动动能；(4)单位体积内气体分子的总平动动能；(5)0.3mol 该气体的内能。解（1）由 RTpV 所以 4931025.110013.11000.13333532pmkTvsm（2）气体的摩尔

3、质量 pkTNmNM00mol molkg028.010013.11000.12731038.11025.11002.65323323 所以该气体是2N或CO（3）气体分子的平均平动动能 J1065.52731038.123232123kT 气体分子的转动动能 J1077.32731038.12221232kT（4）单位体积内气体分子的总平动动能 32531mJ1052.110013.11000.1232323pkTkTpnE（5）该气体的内能 J1070.127331.8253.023.03.03molRTiEE 8-3一定量的理想气体，其体积和压强依照V=/ap的规律变化，其中a为已知常数

4、。试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所作的功；(2)体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比。解：21222112121VVadvvapdvAvvvV （2）由状态方程 RTMmPV 得 21212222212111 ,VVTTRVaRVPTRVaRVpT 8-4.0.02kg的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27，假设在升温过程中(1)体积保持不变；(2)压强保持不变；(3)不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变，吸收的热量，外界对气体所作的功。解:氦气为单原子分子理想气体，i=3 (1)定容过程，V=常量，A=0 据 Q=E+A 可知 JTTCMEQV623)(m12m

5、，(2)定压过程，P=常量，J1004.1)(m312mTTCMQP，E 与（1）同 417JAQE 外界对气体所做的功为：A=-A=-417J （3）Q=0，E 与（1）同 气体对外界做功：623JAE 外界对气体所做的功为：A=-A=623J.8-7.1mol单原子分子理想气体的循环过程如图8-7的TV图所示，其中c点的温度为Tc=600K，试求：(1)ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；(2)经一循环系统所做的净功；(3)循环的效率。(注:循环效率=A/Q1，A为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，ln2=0.693)解：（1）由图可知，ab过程中V和T成正

6、比，因此为等压过程，bc为等容过程，ca为等温过程。根据图所示和理想气体的状态方程，可得各转折点的状态参量（P,V,T）分别为：a点：22528 31 6002 10 m600K2 493 10 Pa2 10.,.aaaRTVTPV，b点：2251 10m300K2 493 10 Pa,.aabaVTPP c点：225c1 10 m600K24 986 10 Pa,.acaVTPP 设在ab、bc、ca三个过程中所吸收的热量分别为123,Q Q Q 3158 313006 23 10 J2,.P mQCT 3238 31 3003 74 10 J2,.V mQCT 3a3ccln8 31 60

7、0ln23 46 10 J.VQRTV（2）根据热力学第一定律，在整个循环过程中有 31230 97 10 J.AQQQQ(3)次循环的效率为 23=13 4+.%AAQQQ吸 8-8.热容比=1.40的理想气体，进行如习题8-8图所示的ABCA循环，状态A的温度为300K。试求：(1)状态 B 和 C 的温度；(2)各过程中气体吸收的热量、气体所作的功和气体内能的增量。解：根据题意和图有，对 A 点：32m400 a T=300AAAVPPK，因此摩尔数为4002=0 32mol8 31 300.AAAPVRT 对 B 点：3100 66m100 a T=2250 32 0 83.BBBPVVPPKR，对 C 点：32m100 a T=T=75CCCCBBVVPPKV，(2)AB 过程：2=1 4.ii，可得5i，习题 8-8 图 15=0 321 8 3175500J22.iER T ，1400+1004=1000J2ABAS下 1500JQAE BC 过程：25=0 321 8 311501000J22.iER T ；2-=-1004=-400JBCAS下；222-1400JQAE CA 过程：35=0 321 8 31 2251500J22.iER T；30A；3331500JQAE