物理热力学复习题

1.有 2×10?3 m3刚性双原子分子理想气体,其内能为6.75×102 J.

(1) 试求气体的压强;

(2) 设分子总数为 5.4×1022个,求分子的平均平动动能及气体的温度. (玻尔兹曼常量k=1.38×10?23 J·K?1)

2.一定量的单原子分子理想气体,从初态A5出发,沿图示直线过程变到另一状态B,又经 (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

p (10 Pa) 3 2 1 A 过等容、等压两过程回到状态A. B C V (10?3 m3) 2

和). O 1

p3.1 mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p ?V图所

示直线变化到状态B(p2,V2),试求: (1) 气体的内能增量. (2) 气体对外界所作的功. (3) 气体吸收的热量.

(4) 此过程的摩尔热容. (摩尔热容C =?Q/?T,其中?Q表示1 mol物质在过程中升高温度?T

p2p1OAB时所吸收的热量.)

V1V2V

4.一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为 p0 = 1.0×105 Pa,体积为V0 =4×10-3 m3,温度为T0 = 300 K的初态,后经等压膨胀过程温度上升到T1 = 450 K,再经绝热过程温度降回到T2 = 300 K,求气体在整个过程中对外作的功.

5.1 mol理想气体在T1 = 400 K的高温热源与T2 = 300 K的低温热源间作卡诺循

环(可逆的),在400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3,终止体积为V2 = 0.005 m3,试求此气体在每一循环中

(1) 从高温热源吸收的热量Q1 (2) 气体所作的净功W

(3) 气体传给低温热源的热量Q2

1

6.1 mol单原子分子理想气体的循环过程如T-V

图所示,其中c点的温度为Tc=600 K.试求: (1) ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量; (2) 经一循环系统所作的净功; (3) 循环的效率. (注:循环效率η=W/Q1,W为循环过程系统对外作的净功,Q1为循环过程系统从外界吸收的热量ln2=0.693)

7.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过

T (K) c a b V (10?3m3) O 1 2

p (Pa)程.已知气体在状态A的温度为TA=300 K,求

A (1) 气体在状态B、C的温度; 300 (2) 各过程中气体对外所作的功; 200 (3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量

CB(各过程吸热的代数和). 100

8.如图所示,有一定量的理想气体,从初状态a(p1,V1)

开始,经过一个等体过程达到压强为p1/4的b态,再经过一个等压过程达到状态c,最后经等温过程而完成一个循环.求该循环

OV (m3)123

p p1abV1cV

过程中系统对外作的功W和所吸的热量Q.

9.气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气体),经abcda循环过程如图所示.其中a-b、c-d为等体过程,b-c为等温过程,d-a

p1/4 p (atm) 为等压过程.试求: 6 b (1) d-a 过程中水蒸气作的功Wda (2) a-b 过程中水蒸气内能的增量??ab (3) 循环过程水蒸汽作的净功W

c 2 a d 50 (4) 循环效率? O 25 (注:循环效率?=W/Q1,W为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q1为循环过程水蒸汽吸收的热量,1 atm= 1.013×105 Pa)

V (L)

10.比热容比??1.40的理想气体,进行如图所示的

ABCA循环,状态A的温度为300 K. p (Pa)

A (1) 求状态B、C的温度; 400 (2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所作

的功和气体内能的增量. 300 (普适气体常量 R?8.31J?mol?K) 200

100C

2

?1?1B46V (m3)O2

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