第六章 熱力學基礎作業(yè)新答案-最新課件

1、課件一補充題：補充題 把P=1atm，V=100cm3的氮氣壓縮到20cm3，求若分別經(jīng)歷的是下列過程所需吸收的熱量Q、對外所做的功W及內(nèi)能增量,（1）等溫壓縮;（2）先等壓壓縮再等容升壓回到初溫。(2)先等壓壓縮，W2=P(V2-V1)=-8.1J對全過程，有 Q2=W2+DE=-8.1JDE=0 (T1=T2)對全過程 等容升壓，W3=0(1)等溫過程, DE=06-21 一熱力學系統(tǒng)由如圖628所示的狀態(tài)a沿acb過程到達狀態(tài)b時，吸收了560J的熱量，對外做了356J的功。(1) 如果它沿adb過程到達狀態(tài)b時，對外做了220J的功，它吸收了多少熱量?(2)當它由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀

2、態(tài)a時，外界對它做了282J的功，它將吸收多少熱量？是真吸了熱，還是放了熱?解： 根據(jù)熱力學第一定律 （1）a沿acb過程達到狀態(tài)b，系統(tǒng)的內(nèi)能變化是： 由于內(nèi)能是狀態(tài)系數(shù)，與系統(tǒng)所經(jīng)過的過程無關系統(tǒng)由a沿adb過程到達狀態(tài)b時系統(tǒng)吸收的熱量是：（2）系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時，系統(tǒng)的內(nèi)能變化：即系統(tǒng)放出熱量4866-22 64g氧氣的溫度由0升至50，1保持體積不變；(2)保持壓強不變。在這兩個過程中氧氣各吸收了多少熱量?各增加了多少內(nèi)能？對外各做了多少功？解：（1） W=0 （2） 6-24 一定量氫氣在保持壓強為4.00×Pa不變的情況下，溫度由00 升高到500時，吸

3、收了6.0×104 J的熱量。 (1) 求氫氣的量是多少摩爾? (2) 求氫氣內(nèi)能變化多少? (3) 氫氣對外做了多少功?(4) 如果這氫氣的體積保持不變而溫度發(fā)生同樣變化、它該吸收多少熱量? 解： （1）由 得 （2） （3） （4）圖6-24 習題6-21 圖解6-25 使一定質量的理想氣體的狀態(tài)按圖6-24中的曲線沿箭頭所示的方向發(fā)生變化，圖線的BC段是以P軸和V軸為漸近線的雙曲線。（1）已知氣體在狀態(tài)A時的溫度300K，求氣體在B，C和D狀態(tài)時的溫度。（2）從A到D氣體對外做的功總共是多少？解：（1）AB為等壓過程： BC為等溫過程： CD為等壓過程： （2） 圖26-27、

4、如圖2所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷ACB過程時吸熱200J，則經(jīng)歷ACBDA過程時吸熱又為多少？ 圖6-25 習題6-25 圖解6-28 如圖625為一循環(huán)過程的TV圖線。該循環(huán)的工質是 mo1的理想氣體。其和均已知且為常量。已知a點的溫度為，體積為，b點的體積為，ca為絕熱過程。求：(1) c點的溫度；(2) 循環(huán)的效率。解： （1）c a為絕熱過程， （2）a b等溫過程，工質吸熱bc為等容過程，工質放熱為 循環(huán)過程的效率圖6-30 習題6-29 圖解6-30 1mol氮氣的循環(huán)過程如圖630所示，ab和cd為絕熱過程，bc和da為等體過程。求：（1）a，b，c，d各狀態(tài)的溫度。（2）循環(huán)效

5、率。解： (1)由理想理想氣體狀態(tài)方程得a狀態(tài)溫度b狀態(tài)的溫度C狀態(tài)的溫度d狀態(tài)的溫度（2）根據(jù)熱力學第一定律, 為等體過程：為等體過程：(2) 循環(huán)效率6-31 如圖626表示一氮氣循環(huán)過程，求一次循環(huán)過程氣體對外做的功和循環(huán)效率。解： 如圖626所示，完成一次循環(huán)過程氣體對外所做的功為矩形abcd的面積：即：或： 循環(huán)過程中氮氣吸收的熱量由理想氣體狀態(tài)方程圖6-27 習題6-31 圖解6-32 圖627所示為1mol單原子理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程，其中ab為等溫線，若，已知，求循環(huán)的效率。解： 設ab等溫線的溫度為T，b點的壓強：； ；為等體過程為等壓過程6-33、一臺冰箱工作時，其冷凍室中

6、的溫度為10，室溫為15。若按理想卡諾致冷循環(huán)計算，則此致冷機每消耗J的功，可以從冷凍室中吸出多少熱量？6-34 一臺家用冰箱，放在氣溫為300K的房間內(nèi)，做一盤13的冰塊需從冷凍室取走的熱量。設冰箱為理想卡諾致冷機。（1）做一盤冰塊所需要的功是多少？（2）若此冰箱能以的速率取出熱量，求所要求的電功率是多少瓦？做冰塊需多少時間？解： 1）因為卡諾致冷機的制冷系數(shù)，做一盤冰塊所需要的功是： （2）取走的熱量所需用的時間為： 6-23 l 0g氦氣吸收103 J的熱量時壓強未發(fā)生變化，它原來的溫度是300K，最后的溫度是多少？解： 由 得6-24 3 mol氧氣在壓強為2atm時體積為40L。先將

7、它絕熱壓縮到一半體積，接著再令它等溫膨脹到原體積。(1) 求這過程的最大壓強和最高溫度；(2) 求這一過程中氧氣吸收的熱量、對外做的功以及內(nèi)能的變化。解： （1）最大壓強和最高溫度出現(xiàn)在絕熱過程的終態(tài)（2） 6-26 一定量氫氣在保持壓強為4.00×Pa不變的情況下，溫度由00 升高到500時，吸收了6.0×104 J的熱量。 (1) 求氫氣的量是多少摩爾? (2) 求氫氣內(nèi)能變化多少? (3) 氫氣對外做了多少功?(4) 如果這氫氣的體積保持不變而溫度發(fā)生同樣變化、它該吸收多少熱量? 解： （1）由 得 （2） （3） （4）6-27 有可能利用表層海水和深層海水的溫差來

8、制成熱機。已知熱帶水域表層水溫約為25，300m深處水溫為5。求這兩個溫度之間工作的卡諾熱機的效率多大？解： 6-28 一臺冰箱工作時，其冷凍室中的溫度為10，室溫為15。若按理想卡諾致冷循環(huán)計算，則此致冷機每消耗J的功，可以從冷凍室中吸出多少熱量？解： 由于 所以6-30 如圖626表示一氮氣循環(huán)過程，求一次循環(huán)過程氣體對外做的功和循環(huán)效率。解： 如圖626所示，完成一次循環(huán)過程氣體對外所做的功為矩形abcd的面積：即：或： 循環(huán)過程中氮氣吸收的熱量由理想氣體狀態(tài)方程圖6-29習題6-34圖解6-34 1mol氧氣(當成剛性分子理想氣體)經(jīng)歷如圖629的過程由a經(jīng)b到c。求在此過程中氣體對外

9、做的功、吸的熱以及墑變。解： 此過程中氣體對外做功，由氧氣在a點的溫度 氧氣在c點的溫度此過程中氧氣對外做的功：由氧氣內(nèi)能的變化：熵變： 6-35 求在一 個大氣壓下30 g，40的冰變?yōu)?00的蒸汽時的熵變。已知冰的比熱，水的比熱 ，在1.013×氣壓下冰的熔化熱，水的汽化熱。解： 的冰升溫至時的熵變?yōu)?冰等壓等溫熔成的水時的熵變?yōu)榈乃葔荷郎刂習r的熵變?yōu)榈乃葔旱葴仄癁榈乃魵鈺r的熵變?yōu)榈谋優(yōu)榈乃魵鈺r的總熵變?yōu)?6-36 你一天大約向用圍環(huán)境散發(fā)J熱量，試估算你天產(chǎn)生多少熵?忽略你進食時帶進體內(nèi)的熵，環(huán)境的溫度按273K計算。解 ：設人體溫度為，環(huán)境溫度為。一天產(chǎn)生的熵即人

10、和環(huán)境熵的增量之和，即6-37 一汽車勻速開行時，消耗在各種摩擦上的功率是20kW。求由于這個原因而產(chǎn)生熵的速率(J/（K.s）是多大？設氣溫為12。解： 產(chǎn)生熵的速率為6-38 云南魯?shù)榭h大標水巖瀑布的落差為65m，流量約為23。設氣溫為20，求此瀑布每秒鐘產(chǎn)生多少熵？解： 水落下后機械能轉變?yōu)閮?nèi)能使水溫從升高到?？捎上率角蟮茫海?由給定數(shù)值 此問題中只有水發(fā)生熵變，1秒內(nèi)水的熵變?yōu)椋?several group number, then with b ± a, =c,c is is methyl b two vertical box between of accurate size. Per-23 measurement, such as proceeds of c values are equal and equal to the design value, then the vertical installation accurate. For example a, b, and c valueswhile on horizontal vertical errors for measurement, General in iron angle code bit at me