大學(xué)物理學(xué)習(xí)題七解答1

習(xí)題七7-1下列表述就是否正確?為什么?并將錯(cuò)誤更正.(1)(2)(3)(4)解:(1)不正確,(2)不正確,(3)不正確,(4)不正確,7-2圖上封閉曲線所包圍的面積表示什么?如果該面積越大,就是否效率越高?答:封閉曲線所包圍的面積表示循環(huán)過程中所做的凈功.由于與吸熱有關(guān).,面積越大,效率不一定高,因?yàn)檫€7-3如題7-3圖所示,有三個(gè)循環(huán)過程,指出每一循環(huán)過程所作的功就是正的、負(fù)的,還就是零,說明理由.解:各圖中所表示的循環(huán)過程作功都為.因?yàn)楦鲌D中整個(gè)循環(huán)分兩部分,各部分面積大小相等,而循環(huán)方向一個(gè)為逆時(shí)針,另一個(gè)為順時(shí)針,整個(gè)循環(huán)過程作功為.題7-3圖7-4用熱力學(xué)第一定律與第二定律分別證明,在圖上一絕熱線與一等溫線不能有兩個(gè)交點(diǎn).題7-4圖解:1、由熱力學(xué)第一定律有若有兩個(gè)交點(diǎn)與,則經(jīng)等溫過程有經(jīng)絕熱過程從上得出,這與,兩點(diǎn)的內(nèi)能變化應(yīng)該相同矛盾.2、若兩條曲線有兩個(gè)交點(diǎn),則組成閉合曲線而構(gòu)成了一循環(huán)過程,這循環(huán)過程只有吸熱,無放熱,且對外做正功,熱機(jī)效率為,違背了熱力學(xué)第二定律.7-5一循環(huán)過程如題7-5圖所示,試指出:各就是什么過程;(2)畫出對應(yīng)的圖;(1)(3)該循環(huán)就是否就是正循環(huán)?(4)該循環(huán)作的功就是否等于直角三角形面積?(5)用圖中的熱量解:(1)過程:從圖知有表述其熱機(jī)效率或致冷系數(shù).就是等體過程,為斜率由得故過程為等壓過程就是等溫過程(2)圖如題圖題圖(3)該循環(huán)就是逆循環(huán)(4)該循環(huán)作的功不等于直角三角形面積,因?yàn)橹苯侨切尾痪褪菆D中的圖形.(5)題7-5圖題7-6圖7-6兩個(gè)卡諾循環(huán)如題7-6圖所示,它們的循環(huán)面積相等,試問:(1)它們吸熱與放熱的差值就是否相同;(2)對外作的凈功就是否相等;(3)效率就是否相同?答:由于卡諾循環(huán)曲線所包圍的面積相等,系統(tǒng)對外所作的凈功相等,也就就是吸熱與放熱的差值相等.但吸熱與放熱的多少不一定相等,效率也就不相同.7-7評論下述說法正確與否?(1)功可以完全變成熱,但熱不能完全變成功;(2)熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,不能從低溫物體傳到高溫物體.(3)可逆過程就就是能沿反方向進(jìn)行的過程,不可逆過程就就是不能沿反方向進(jìn)行的過程.答:(1)不正確.有外界的幫助熱能夠完全變成功;功可以完全變成熱,但熱不能自動(dòng)地完全變成功;(2)不正確.熱量能自動(dòng)從高溫物體傳到低溫物體,不能自動(dòng)地由低溫物體傳到高溫物體.但在外界的幫助下,熱量能從低溫物體傳到高溫物體.(3)不正確.一個(gè)系統(tǒng)由某一狀態(tài)出發(fā),經(jīng)歷某一過程達(dá)另一狀態(tài),如果存在另一過程,它能消除原過程對外界的一切影響而使系統(tǒng)與外界同時(shí)都能回到原來的狀態(tài),這樣的過程就就是可逆過程.用任何方法都不能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的過程就是不可逆過程.有些過程雖能沿反方向進(jìn)行,系統(tǒng)能回到原來的狀態(tài),但外界沒有同時(shí)恢復(fù)原狀態(tài),還就是不可逆過程.7-8熱力學(xué)系統(tǒng)從初平衡態(tài)A經(jīng)歷過程P到末平衡態(tài)B.如果P為可逆過程,其熵變?yōu)?,如果P為不可逆過程,其熵變?yōu)?您說對不？哪一個(gè)表述要修改,如何修改？答:不對.熵就是狀態(tài)函數(shù),熵變只與初末狀態(tài)有關(guān),如果過程為可逆過程其熵變?yōu)?,如果過程為不可逆過程,其熵變?yōu)?-9根據(jù)及,這就是否說明可逆過程的熵變大于不可逆過程熵變?為什么?說明理由.答:這不能說明可逆過程的熵變大于不可逆過程熵變,熵就是狀態(tài)函數(shù),熵變只與初末狀態(tài)有關(guān),如果可逆過程與不可逆過程初末狀態(tài)相同,具有相同的熵變.只能說在不可逆過程中,系統(tǒng)的熱溫比之與小于熵變.7-10如題7-10圖所示,一系統(tǒng)由狀態(tài)沿到達(dá)狀態(tài)b的過程中,有350J熱量傳入系統(tǒng),而系統(tǒng)作功126J.(1)若沿時(shí),系統(tǒng)作功42J,問有多少熱量傳入系統(tǒng)?(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)沿曲線返回狀態(tài)時(shí),外界對系統(tǒng)作功為84J,試問系統(tǒng)就是吸熱還就是放熱?熱量傳遞就是多少?題7-10圖解:由過程可求出態(tài)與態(tài)的內(nèi)能之差過程,系統(tǒng)作功系統(tǒng)吸收熱量系統(tǒng)放熱過程,外界對系統(tǒng)作功7-111mol單原子理想氣體從300K加熱到350K,問在下列兩過程中吸收了多少熱量?增加了多少內(nèi)能?對外作了多少功?(1)體積保持不變;(2)壓力保持不變.解:(1)等體過程由熱力學(xué)第一定律得吸熱對外作功(2)等壓過程吸熱內(nèi)能增加對外作功7-12一個(gè)絕熱容器中盛有摩爾質(zhì)量為,比熱容比為的理想氣體,整個(gè)容器以速度運(yùn)動(dòng),若容器突然停止運(yùn)動(dòng),求氣體溫度的升高量(設(shè)氣體分子的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能).解:整個(gè)氣體有序運(yùn)動(dòng)的能量為,轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w分子無序運(yùn)動(dòng)使得內(nèi)能增加,溫度變化7-130