(热学答案第六章完整版.docVIP

6.1 解: 6.2 解: 6.3 解: 6.4 解: 内能增量: 对于单原子分子理想气体, ,所以, 所吸收的热量 (负号表示该过程放热) 该过程的摩尔热容量为: 6.5 解: (1)由 可得: 系统对外界做功: (2)对理想气体,有: 利用(1)可得:所以温度降低了. 6.6 解: 6.7 解: 6.8 解: 6.9 解: (1)若体积不变,氢所吸收的热量完全变为内能增加量,即: (2)若温度不变, 氢所吸收的热量完全变为对外做的功,即: (3)若压强不变,吸热变为内能增加,同时又对外作功,始末温度改变: 体积改变: 6.10 解: 6.11 解: 6.12 解: 6.13 解: 6.14 解:在p-V图上做出过程曲线,如下图实线:虚线是等温线,表示初末状态等温. 内能变化: 气体对外做功: 6.15 解:(1)过程曲线如图实线: (2)总吸热量就是等压过程的吸热量: (3)初末状态温度相同,所以,内能不变. (4)作功:. (5)最后体积: 6.16 解: 6.17 解:绝热过程中,可通过计算系统内能的增加求得外力对系统所做的功,系统内能增量为A,B两部分内能增量之和: 6.18 解:若活塞向左移动一个微小距离x,左边A部气体被绝热压缩,压强增大;右边B部气体绝热膨胀,压强减小.于是,活塞两边压力不等,合力为;方向指向平衡位置. 6.19 解: (1)当一边水银面被压下,以至另一边上升为y时,连通器两边液面不等高,即产生一恢复力,.(负号表示力方向与液面移动方向相反).又 (2)若一端封口,则恢复力比前者增加,设此增加量为,其中即为空气绝热膨胀或压缩时压强变化. 可见,恢复力仍与液面位移成正比,方向相反.所以,周期为: 从以上结果,得: 6.20 解:两次加热量相等, 第一次定容加热: 第二次定压加热: 又 6.21 解: 考虑最后剩于容器中的那部分气体.设容器体积V0,开启C后那部分气体经历绝热膨胀,膨胀前后压强分别为p1,p0,有: (1) 其中V是设想压强为p1时该部分气体体积,VV0.经过一段时间,气体温度恢复为室温,即与未绝热膨胀的气体温度相同,按玻意耳定律,有:p2V0=p1V 由此解出V代入(1)得: 两边取对数,整理得: 6.22 解:(1)当小球由平衡位置上下位移时,瓶内气体膨胀或压缩,这将引起其压力的改变,设此改变量用△p·A表示. 由于,瓶内气体的膨胀或压缩可看成是绝热的,故有: 此力与位移y成正比,方向相反,正是推动小球作简谐振动的准弹力. (2)小球简谐振动方程: 振动周期: (3)由实验测得m,V,p,A,并测得小球振动周期,代入(1)得: 6.23 解(1)取Y轴正向沿铅直方向朝上,设瓶中气体压强为p0时小球在y=0处,设小球下落过程中当瓶中气体体积为V0+yA时对应压强p’,则根据绝热过程方程,有: 下落过程中,外界(大气+小球)压缩瓶中气体所作功: 而,小球压缩气体所作功为 (2)有 所以 6.24 解:(1)右侧气体经历绝热压缩过程,它对活塞作功为: (负号表示活塞对右侧气体作正功,这正功也就是左侧气体对右侧气体实际作的功; (2) (4)可通过求左侧气体的终态压强,体积,近而求其终温. 因活塞可移动,所以活塞两侧的气体压强在同一时刻应该相同,故过程终了时,左侧气体的压强应为: 左侧气体的体积应为: 由状态方程得: (5) 6.25 解: 6.26 解: 6.27 解:对两边取对数,得: 可见,以lnp,lnV 为纵横坐标时,多方过程曲线是一条直线,斜率为(-n),所以可由直线斜率求得n. 6.28 解: (1)对于多方过程,有: 两边取对数,则为: 所以, (2) 代入数据,△U=-63J内能降低. (3),系统吸热. (4)气体对外作功: 6.29 解:节流膨胀过程焓不变,即: 结合题中所给的内能差的表达式,可得 (1) 按范德瓦耳斯状态方程,有: 代入(1)得: 可见,V1b,V2b,b可略去,于是: (负号表示温度降低) 6.32 解: 对小流块m可写出能量转换表达式:△U+△K=Q+A (1) 其中,△U为内能的改变,△K为小流块动能增量,Q即吸热,A为外力作功和,它包括:重力作功,在进口处其它流体对它作的功p1V,出口处其它流体对它作的功-p2V,及流块在设备内对外作的功-W.[A=-mgL+p1V-p2V-W] (1)式为: 所以 6.33 解: 6.34 解: 6.35 解:由绝热过程方程: 可解出 (1) 左边可写成 (2) (2)代入(1