六热力学基础作业新答案.docVIP

课件一补充题： 6-21 一热力学系统由如图6—28所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。 (1) 如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量? (2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热? 解： 根据热力学第一定律 （1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是： 由于内能是状态系数，与系统所经过的过程无关 ∴系统由a沿adb过程到达状态b时 系统吸收的热量是： （2）系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，系统的内能变化： 即系统放出热量486 6-22 64g氧气的温度由0℃升至50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？ 解：（1） W=0 （2） 6-24 一定量氢气在保持压强为4.00×Pa不变的情况下，温度由0．0 ℃ 升高到50．0℃时，吸收了6.0×104 J的热量。 (1) 求氢气的量是多少摩尔? (2) 求氢气内能变化多少? (3) 氢气对外做了多少功? (4) 如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量? 解： （1）由 得 （2） （3） （4） 6-25 使一定质量的理想气体的状态按图6-24中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC段是以P轴和V轴为渐近线的双曲线。 （1）已知气体在状态A时的温度＝300K，求气体在B，C和D状态时的温度。 （2）从A到D气体对外做的功总共是多少？ 解：（1）AB为等压过程： BC为等温过程： CD为等压过程： （2） 6-27、如图2所示，一定量的理想气体经历ACB过程时吸热200J，则经历ACBDA过程时吸热又为多少？ 6-28 如图6—25为一循环过程的T—V图线。该循环的工质是 mo1的理想气体。其和均已知且为常量。已知a点的温度为，体积为，b点的体积为，ca为绝热过程。求： (1) c点的温度； (2) 循环的效率。 解： （1）c a为绝热过程， （2）a b等温过程， 工质吸热 bc为等容过程，工质放热为 循环过程的效率 6-30 1mol氮气的循环过程如图6—30所示，ab和cd为绝热过程，bc和da为等体过程。求： （1）a，b，c，d各状态的温度。 （2）循环效率。 解： (1)由理想理想气体状态方程得 a状态温度 b状态的温度 C状态的温度 d状态的温度 （2）根据热力学第一定律, 为等体过程： 为等体过程： (2) 循环效率 6-31 如图6—26表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外做的功和循环效率。 解： 如图6—26所示，完成一次循环过程气体对外所做的功为矩形abcd的面积： 即： 或： 循环过程中氮气吸收的热量 由理想气体状态方程 　 　　 6-32 图6—27所示为1mol单原子理想气体经历的循环过程，其中ab为等温线，若，已知，求循环的效率。 解： 设ab等温线的温度为T，b点的压强： ； ； ； 为等体过程 为等压过程 6-33、一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为—10℃，室温为15℃。若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量？ 6-34 一台家用冰箱，放在气温为300K的房间内，做一盘—13℃的冰块需从冷冻室取走的热量。设冰箱为理想卡诺致冷机。 （1）做一盘冰块所需要的功是多少？ （2）若此冰箱能以的速率取出热量，求所要求的电功率是多少瓦？做冰块需多少时间？ 解： 1）因为卡诺致冷机的制冷系数，做一盘冰块所需要的功是： （2）取走的热量所需用的时间为： 6-23 l 0g氦气吸收103 J的热量时压强未发生变化，它原来的温度是300K，最后的温度是多少？ 解： 由 得 6-24 3 mol氧气在压强为2atm时体积为40L。先将它绝热压缩到一半体积，接着再令它等温膨胀到原体积。 (1) 求这—过程的最大压强和最高温度； (2) 求这一过程中氧气吸收的热量、对外做的功以及内能的变化。 解： （1）最大压强和最高温度出现在绝热过程的终态 （2） 6-26 一定量氢气在保持压强为4.00×Pa不变的情况下，温度由0．0 ℃ 升