大学物理(II)下册教学课件：热力学基础习题课.ppt

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1、热力学基础习题课一、基本要求2、掌握功、热量和内能的概念，理解热力学第一定律。4、理解热力学第二定律的两种叙述，理解熵的基本涵义。3、掌握理想气体各等值过程中状态参量和过程变量的计算方法，并能熟练计算循环过程（卡诺循环）的效率。1、掌握热力学状态（平衡）和热力学过程（准静态、可逆）的基本概念。三、选择讨论置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态(A)一定都是平衡态(B)不一定都是平衡态(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态在下列说法中，哪些是正确的？（1）可逆过程一定是平衡过程（2）平

2、衡过程一定是可逆的（3）不可逆过程一定是非平衡过程（4）非平衡过程一定是不可逆的准静态过程是否一定是可逆过程？可逆过程是否一定是准静态过程？讨论：准静态过程不一定是可逆过程。如果准静态过程有摩擦存在，由于有热功转换的不可逆，因而该准静态过程就是不可逆过程，没有耗散的准静态过程才是可逆过程可逆过程一定是准静态过程。因为如果是非静态过程是无法重复正过程的状态.从统计的意义来解释：不可逆过程实质上是一个——————————————————————————的转变过程一切实际过程都向着———————————————的方向进行。二、基本内容1、热力学第一定律(过程量)(过程量)(状态量)1

3、、系统吸热是否一定温度升高？讨论：首先要明白热量是热传递能量，而温度是系统热运动程度的量度。因此，系统的温度变化与热量传递无必然联系。例等温膨胀过程吸热，对外作功而内能、温度保持不变又例绝热过程，但系统内能、温度可以变化2、对P-V图的研究讨论：由绝热过程知（103）则，或（1）图示103为绝热线，试讨论123和13过程中和的正负.因为而若123过程，有若13过程，仍有（2）图示气体经历的各过程，其中ad为绝热线，图中两虚线为等温线，试分析各过程的热容量的正负讨论：1）ad过程为绝热过程，则因所以2）bd仍有3）cd仍有因所以讨论：等温绝热12过程作功多少？12过程内能增加多少

4、？（为什么？）那么12过程热量的正负如何？无法直接判断（3）图示，试判断12过程中的正负所以（吸热！）从图上知道等温绝热等体过程绝热过程等温过程等压过程2、等值过程中和的计算刚性分子能量自由度单原子分子303双原子分子325多原子分子336分子自由度平动转动总理想气体热容量自由度单原子气体双原子气体（刚性）多方过程APSTV等温T等容V绝热S等压Pn=n=n=1n=0多方指数n计算多方过程的功。1.计算2mol的氦气（He）在图示过程中的各值.解：等体查表得（放热，内能减少）等压②从P-V图上直接判断各量的正负③注意普遍适用讨论：①先计算再由计算（或由计算)如图所示，一固定

5、绝热隔板G，把封在可动活塞M里面的汽缸分为A、B两个部分。开始时这两个部分各装有相同P,V,T的同种理想气体，并与大气压强相平衡。然后对它们缓慢提供相同热量Q后，两者温度升高度数之比为TA:TB=5:3。问：（1）这是单原子还是双原子气体？（2）B室对外做功占所吸收热量多大百分比？AAirGBM2.一汽缸内盛有1mol温度为27℃,压强为1atm的氧气(视为刚性双原子分子的理想气体).先使它等压膨胀到原来体积的两倍,再等体升压使其压强变为2atm,最后使它等温膨胀到压强为1atm.求:氧气在全部过程中对外作的功,吸的热及其内能的变化.3、0.1mol氧气经历图示过程，其中3

6、-4为绝热过程且，计算各过程的和所以或解：12为等压过程2-3等体过程3-4绝热过程由物态方程计算3、热循环（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环热机热机效率高温热源低温热源AB（4）图示ab为等温过程，bc和da为绝热过程，判断abcda循环和abeda循环的效率高低.以上两个循环吸热（ab等温过程）相等，但两循环对外作功不同！所以解：图中两卡诺循环吗？讨论1.1mol单原子气体氖经历图示循环求其效率.解：吸热或放热比热容比=1.40的理想气体在P-V图上作以C为顶点的直角三角形RtABC的正向循环。分别确定三个端点的状态参量(P,V,T,E)和三个过程中的功(W)和

7、热(Q)。2、摩尔数为=1的单原子分子理想气体，从初态A出发，经历如图循环过程，求:（1）各过程系统作功W、内能变化E、吸热量Q和摩尔热容.（2）整个循环过程系统对外作的总功及净吸热.（3）该循环的效率.V(10-3m3)1312p(105Pa)ABC0（0）分别确定三个端点的状态参量(P,V,T,E)。分别在P-T图和V-T图上化出循环过程。A—B解V(10-3m3)1312p(105Pa)ABC0B—C等容V(10-3m3)1312p(105Pa)ABC0C—A等压V(10-3m3)