第8篇 作业答案.doc

第8章 热力学基础　作业解答 8-3．一系统图中的a态沿acb到达b态时，吸收热量350J，同时对外作功126J。(1) 如果沿adb进行，则系统作功42J，问这种情况下系统吸收多少热量？(2) 当系统由b态沿曲线bea返回a态时，如果外界对系统作功84J，问这种情况下系统是吸热还是放热？热量传递多少？(3)若，试求沿ad及db各吸热多少？ 解： （1）∵内能是态函数， （2） 　放热 （3） 　　 　 8-5．1mol氢气在压力为0.1MPa(即1atm)，温度为20℃，体积为V0,今使其经以下两个过程达到同一状态，试分别计算以下两个过程中吸收的热量，气体对外所作的功和内能的增量，并在p-V图上画出上述过程。(1)先保持体积不变，加热使其温度升高到80℃，然后使其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍；(2) 先其作等温膨胀到原体积的2倍，然后保持体积不变，加热到80℃。 解： 两过程的初末态相同，∴ 内能增量相同 （1） （2） 8-6．0.01m3氮气在温度为300K时，由1atm(即0.1MPa)压缩到10MPa，试分别求氮气经过等温以及绝热压缩后的(1)体积；(2)温度；(3)过程对外作的功。 解：（1）N2体积 等温： 绝热： （2）N2温度 等温： 绝热： （3）N2对外做功 等温： 又 ∴ 绝热： 8-7．理想气体由初始状态(p0 ,V0)经绝热膨胀至末态(p ,V)，试证明该过程中气体所作的功为： 解： 又∵, 8-9．比热容比( = 1.40的理想气体,进行如习题8-9图所示的ABCA循环,状态A的温度为300K. (1)求状态B、C的温度; (2)计算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： 得： 等容过程， 等压过程 8-11．1mol氧气可视为理想气体，由体积按照（K为已知常数）的规律膨胀到，试求：气体所作的功；气体吸收的热量；该过程中气体的摩尔热容。 解：根据和可得温度 当体积从膨胀到时，温度由变化到 所以该过程中气体所作的功： 气体吸收的热量： 该过程中气体的摩尔热容： 8-15．如习题8-15图，把两热机串联使用，热机1从温度为的热源中吸取热量，向温度为的热源放出热量。热机2从温度的热源吸取热量，向温度为的热源放出热量。如果热机1和2对外作功各为和，这两个热机一起工作的最大可能效率为多少？（设为、、已知，其他都是未知量） 习题8-15图 解：设两台热机的效率分别为：和，联合热机的总效率为，则有： 同时可推出 在相同的高温热源和低温热源之间工作的热机中，卡诺机的效率最高，当联合的两热机都为卡诺热机时，其最大可能的效率为： =　 78 题8-5图 热 源T3 热 源T2 C 热 源T1 习题8-9图 O B A 6 2 4 100 200 300 400 V(m3) p(Pa) – –