大学物理学习指导详细答案

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1、第十章热力学【例题精选】例10-1两个完全相同的气缸内盛有同种气体，设其初始状态相同，今使它们分别作绝热压缩至相同的体积，其中气缸1内的压缩过程是非准静态过程，而气缸2内的压缩过程则是准静态过程．比较这两种情况的温度变化：(A)气缸1和2内气体的温度变化相同．(B)气缸1内的气体温度变化较大．(C)气缸1内的气体的温度变化较小．(D)两气缸内的气体的温度无变化．[B]例10-2某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB直线所示．A→B表示的过程是(A)等压过程．(B)等体过程．(C)等温过程．(D)绝热过程．[A]例10-3用公式(式中为定体摩尔热容量，视为常量，n为气体摩尔数

2、)计算理想气体内能增量时，此式(A)只适用于准静态的等体过程．(B)只适用于一切等体过程．(C)只适用于一切准静态过程．(D)适用于一切始末态为平衡态的过程．[D]例10-4如图，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是:(A)b1a过程放热，作负功；b2a过程放热，作负功．(B)b1a过程吸热，作负功；b2a过程放热，作负功．(C)b1a过程吸热，作正功；b2a过程吸热，作负功．(D)b1a过程放热，作正功；b2a过程吸热，作正功．[B]例10-5、一定量理想气体，从A状态(2p1，V1)经历如图所示的直线过程变到B状态(2p1，V2

3、)，则AB过程中系统作功W＝j；内能改变DE=k．0例10-6一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：j过程气体对外作功最多；k过程气体内能增加最多．等压等压例10-7比热容比g＝1.40的理想气体进行如图所示的循环．已知状态A的温度为300K．求：(1)状态B、C的温度；(2)每一过程中气体所吸收的净热量．(普适气体常量R＝8.31)constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T521

4、0.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations解：由图得pA＝400Pa，pB＝pC＝100Pa，VA＝VB＝2m3，VC＝6m3．(1)C→A为等体过程，据方程pA/TA=pC/TC得T

5、C=TApC/pA=75KB→C为等压过程，据方程VB/TB=VCTC得TB=TCVB/VC=225K(2)根据理想气体状态方程求出气体的物质的量(即摩尔数)n为n=pAVA/RTA=0.321mol由g＝1.4知该气体为双原子分子气体，，B→C等压过程吸热J．C→A等体过程吸热J．循环过程ΔE=0，整个循环过程净吸热J．活塞∴A→B过程净吸热：Q1=Q－Q2－Q3=500J例10-8如图所示，体积为30L的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体

6、与周围达到平衡时需向外放热多少？（普适气体常量　R=8.31J·mol-1·K-1）解：开始时气体体积与温度分别为V1=30×10－3m3，T1＝127＋273＝400K∴气体的压强为p1=RT1/V1=1.108×105Pa大气压p0=1.013×105Pa，p1>p0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一阶段等体降温，直至气体压强p2=p0，此时温度为T2，放热Q1；第二阶段等压降温，直至温度T3=T0=27＋273=300K，放热Q2(1)365.7K∴Q1=428J(2)=1365J∴总计放热Q=Q1+Q2=1.79×103J例10-9一热机从温度为727℃的高温热源吸热，向温度

7、为527℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000J，则此热机效率为j；热机每一循环作功kJ．20%400T1T2T3T3VpO例10-10两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度为T1与T3的两个热源之间，另一个工作在温度为T2与T3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等．则：(A)两个热机的效率一定相等．(B)两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等．(C)两个热机向低温热源所放出的热量一定