QCA=vR(TA?TC)?1500J .
521?E?0,Q?A?(pA?pC)(VB?VC)?600J .
2QAB=Q -QBC -QCA=500J . **
4131B(10’)一卡诺热机(可逆的),当高温热源的温度为127℃、低温热源温度为27℃时,其每次循环对外作净功8 000J,今维持低温热源的温度不变,提高高温热源温度,使其每次循环对外作净功10 000J,若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间,试求: (1)第二个循环热机的效率;
(2)第二个循环的高温热源的温度。
pT1'T1dQ=0T2OV1'V1V2V
**解:??Q1?Q2?Q1?R(T1?T2lnV?RT1ln2V1V2)V1,???Q1'?Q2?Q1'?R(T1'?T2)lnV?RT1'ln2V1V2V1 ,又T1=400K,
T2=300K,Q1 -Q2=8 000J,Q1'-Q2=1 000J,Q2=3×8 000,
??T1?T28000T'?T8000100001???,?'?12??29.4%,T1'?425K .** T1Q1Q2?80004T1'10000?Q24134B(5’)2mol单原子分子理想气体,经一等容过程后,温度从200K上升到500K,若该过程为准静态过程,气体吸收的热量为 ;若为不平衡过程,气体吸收热量为 . **7.48×103J;7.48×103J **
4137A(5’)热力学第二定律的克劳修斯叙述是: 开尔文叙述是: 。
**理想致冷机制造不出来;理想热机造不出来**
4139A(5’)关于热力学定律,下列说法如有错误请改正: (1)热量不能从低温物体传向高温物体。
(2)功可以全部转变为热量,但热量不能全部转变为功。
**改为:(1)热量不能自动地从低温物体传向高温物体。
(2)功可以全部转变为热量,但热量不能通过一循环过程全部转变成功。**
4140B(3’)所谓第二类永动机是指 ,它不可能制成是因为违背了 。
**从单一热源吸热,在循环中不断对外作功的热机;热力学第二定律**
4142B(3’)一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体,若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后,
(A)温度不变,熵增加, (B)温度升高,熵增加,
(C)温度降低,熵增加, (D)温度不变,熵不变。 **[A]** 4142B(3’)“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时,吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法,有如下几种评论,哪种是正确的?
(A)不违反热力学第一定律,但违反热力学第二定律; (B)不违反热力学第二定律,但违反热力学第一定律; (C)不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律; (D)违反热力学第一定律,也违反热力学第二定律。 **[C]**
4147A(3’)同一种理想气体的定压摩尔热容Cp大于定容摩尔热容CV,其原因是:
**在等压升温过程中,气体要膨胀而对外作功,所以要比气体等容升温过程多吸收一部分热量。**
4148B(3’)给定理想气体,从标准状态(p0 , V0 , T0 )开始作绝热膨胀,体积增大到3倍,膨胀后温度T、压强p与标准状态时T0 、p0之关系为(?为比热比)
111133331111(C)T=()-?T0;p=()?-1p0 (D)T=()?-1T0;p=()-?p0
3333(A)T=()?T0;p=()?-1p0 (B)T=()?-1T0;p=()?p0
**[B]**
4149C(10’)1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中1-2为直线,2-3为绝热线,3-1为等温线,已知T2=2T1,V3=8V1,试求: (1)各过程的功、内能增量和传递的热量;(用T1和已知常数表示); (2)此循环的效率? .(注:循环效率??Q1为每一循环过程气体吸收的热量)
A,A为每一循环过程气体对外所作的净功,Q1pp2p1O**解:(1)1-2:ΔE1?213V1V2V3V
RT5RT1,A1?1,Q1=3RT?,
22552-3:ΔE2??RT1,A2?RT1,Q2=0 .
223-1:ΔE3?0,A3??208RT1 ,Q3=?208RT1 . (2)??1?Q3=30.7% . Q14150B(10’)气缸内贮有36g水蒸汽(视为刚性分子理想气体),经abcda循环过程如图所示,其中a-b、c-d为等容过程,b-c为等温过程,d-a为等压过程,试求:
(1)Ada=? (2)ΔEab=?
(3)循环过程水蒸汽作的净功A=? (4)循环效率?=? (注:循环效率??AQ1,A为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q1为循环过程水蒸汽吸收的
bcd50V(L)
热量,1atm=1.013×105Pa)
642Oa25**解:Ada =-2atm·25L=-5 065J,?Eab=2×
6R?2Ta?3.04?104J, 2Qbc=Abc=3paValn2=1.053×104J,Q吸=3.04×104J+1.053×104J, A总=5 465J,??A总?13.35% .** Q吸4151C(10’)1mol单原子分子理想气体的循环过程如T-V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)经一循环系统所作的净功; (3)循环的效率。 (注:循环效率??A,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Q1T(K)的热量,ln2=0.693)
cbO1al0-3m3)2V(×
**解:单原子分子自由度i=3,Ta=Tc=600K,Tb=300K .
(1)Qab=-6 232.5J(放热),Qbc=3 739.5J(吸热),Qca=3 456J(吸热); (2)A=(Qbc+Qca)-|Qab|=963J; (3)??A=13.4% .** Q1Cp4154B(5’)1mol理想气体(设??为已知)的循环过程如T-V图所示,其中CA为绝热
CV过程,A点状态参量(T1,V1)和B点的状态参量(T1,V2)为已知,试求C点的状态参量: VC = ;TC = ;pC = .
pABCO**V?,(V
V1??1TV)T1,(R1)(1)??1 .** V2T2V24155B(10’)有1mol刚性多原子分子的理想气体,原来的压强为1.0atm,温度为27 ℃,
若经过一绝热过程,使其压强增加到16atm,试求: (1)气体内能的增量;
(2)在该过程中气体所做的功; (3)终态时,气体的分子数密度。
(1atm=1.013×105Pa,k=1.38×10-23J/K,R=8.31J/mol·K)
pi?24**(1)多原子分子i=6,???,T2?T1(2)i3p1ΔE?(Mi)R(T2?T1)?7479J, Mmol2??1?=600K,
(2)A=-7 479J;
(3)p2=nkT,n=1.96×1026个/ m3 .**
4156B(5’)如果一定量的理想气体,其体积和压强依照V?知常数,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。
a的规律变化,其中a为已p???) V?V?pVpVTpVpVTV(2)∵11?22 ,∴1?11,又∵1?(2)2,∴1?2. **
T1T2T2p2V2p2V1T2V1**解:(1)dA=pdV,A=a?(4157B(5’)证明迈耶公式Cp=CV+R
idEiRT,CV??R, 2dT2dEdV?p?CV?R 证毕 .** 1mol气体等压过程(dQ)p?dE?pdV,Cp?dTdT**证明:1mol气体等容过程(dQ)V=dE,E?4160B(10’)汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体,若经过准静态绝热膨胀后气体的压
强减少了一半,则变化前后气体的内能之比E1 :E2=?
**解:据E?MiMii?RT,pV?RT,得E?pV,变化前E1?p1V1,变化后 Mmol2Mmol22VpiE2?p2V2,绝热过程p1V1??p2V2?,即(1)??2 .
V2p12i1V1?1p1E12p1V1V11?1?题设p?,则()?,即??2?()?1.22 .** ?(),∴
2V22E2i2V22p2V2214161C(10’)理想气体分别经等温过程和绝热过程由体积V1膨胀到V2, (1)用过程方程证明绝热线比等温线陡些;
(2)用分子运动论的观点说明绝热线比等温线陡的原因。
p等温绝热O**证明:(1)等温过程pV=c,(∵?>1,故陡些。
(2)图示可知,同一气体从同一初态作同样体积膨胀时,绝热过程压强降低得较等温过程
V
dppdpp)T??,绝热过程pV??c,()Q???, dVTdVV2121p的降低是由于体积膨胀过程而n?引n(mv1),可见等温过程中mv2不变,
3221起的,而绝热过程中mv2?,而且n?,即绝热过程p的减少量较等温过程大。**
2大,由p?4253B(5’)一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T,气体分子的质量为m,根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x方向的分量的下列平均值为:vx= ,vx= . **0,
?kT(m为分子质量)** m4257B(3’)三个容器A、B、C中装有同种理想气体,其分子数密度n相同,而方均根速率
???之比为vA:vB:vC=1:2:4,则其压强之比pA : pB : pC为
(A)1:2:4 (B)4:2:1 (C)1:4:16 (D)1:4:8 **[C]**
4258B(5’)已知某理想气体分子的方均根速率为400m/s,当其压强为1atm时,求气体的密度
**p?nmv2??v2,??1.90kg/m3 . **
4262B(5’)推导理想气体压强公式可分四步:
(1)求任一分子i一次碰撞器壁施于器壁的冲量2mvix ;
2mvix(2)求分子i在单位时间内,施于器壁冲量的总和; l11313mn2(3)求所有N个分子在单位时间内施于器壁的总冲量?vix
l1i?1(4)求所有分子在单位时间内施于单位面积器壁的总冲量—压强