热力学基础计算题[精选].doc

《热力学基础》计算题 1. 温度为25℃、压强为1 atm的1 mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R＝8.31 ，ln 3=1.0986) (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？ 解：(1) 等温过程气体对外作功为 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 2分 ＝2.20×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A． (1) 求A→B，B→C，C→A各过程中系统对外所作的功W，内能的增量?E以及所吸收的热量Q． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A→B： =200 J．  ΔE1=(?CV (TB－TA)=3(pBVB－pAVA) /2=750 J Q=W1+ΔE1＝950 J． 3分 B→C： W2 =0 ΔE2 =(?CV (TC－TB)=3( pCVC－pBVB ) /2 =－600 J． Q2 =W2+ΔE2＝－600 J． 2分 C→A： W3 = pA (VA－VC)=－100 J．  J． Q3 =W3+ΔE3＝－250 J 3分 (2) W= W1 +W2 +W3=100 J． Q= Q1 +Q2 +Q3 =100 J 2分 3. 0.02 kg的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(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． (普适气体常量R =8.31 ) 解：氦气为单原子分子理想气体， (1) 等体过程，V＝常量，W =0 据 Q＝?E+W 可知 ＝623 J 3分 (2) 定压过程，p = 常量， =1.04×103 J ?E与(1) 相同．