10熱力學第一定律習題詳解 暫沒發現錯

2022-05-21 07:21:05 字數 901 閱讀 1342

2.一定量理想氣體,從同一初態出發,體積v1膨脹到v2,分別經歷三種過程,(1)等壓;(2)等溫;(3)絕熱。其中吸收熱量最多的是 [ ]

(a)等壓;(b)等溫;(c)絕熱;(d)無法判斷。

解:在p-v圖上絕**比等溫線要陡,所以圖中中間的曲線表示的應該是等溫過程。曲線所圍成的面積等於該過程對外所做的功,所以等壓過程中對外所做的功最大。

根據理想氣體內能,等壓過程的末態溫度最高故本題答案為a。

3.某理想氣體分別經歷如圖所示的兩個卡諾迴圈,即和,且兩條迴圈曲線所圍面積相等。設迴圈的效率為,每次迴圈在高溫熱源處吸收的熱量為,迴圈的效率為,每次迴圈在高溫熱源處吸收的熱量為,則 [ ]

(a); (b);

(c); (d)。

解由圖知: ,所以所以有,故本題答案為b。

4.有摩爾理想氣體,作如圖所示的迴圈過程acba,其中acb為半圓弧,ba為等壓過程,,在此迴圈過程中氣體淨吸收熱量q

(填「小於」、「大於」或「等於」)。

答案:小於。

解:系統經歷的是迴圈過程,所以,根據熱力學第一定律有。

在p-v圖上,迴圈過程曲線所圍成的面積等於該迴圈過程對外所做的功,圖中半圓形幾何面積:(r為半圓的半徑)。

從圖上可知

所以由理想氣體狀態方程有 ,和,

所以其中為摩爾數)

理想氣體的摩爾等壓熱容 ,其中i為自由度。

因自由度最小為3,所以只可能大於或等於,所以

2.設1mol的某種固體,其狀態方程為,其內能為,其中、、和均為常數,試求定容摩爾熱容和定壓摩爾熱容。

解:(1)不用u=νct(這是理想氣體,本題是固體),否則得到上面αt項係數-1不是-2

根據定容摩爾熱容定義,有 (對1mol物質)

由熱力學第一定律,在v不變時,有所以則

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