大學(xué)物理第十八單元 熱力學(xué)第一定律

大學(xué)物理第十八單元熱力學(xué)第一定律大學(xué)物理第十八單元熱力學(xué)第一定律/NUMPAGES9大學(xué)物理第十八單元熱力學(xué)第一定律大學(xué)物理第十八單元熱力學(xué)第一定律第十八單元熱力學(xué)第一定律[課本內(nèi)容]馬文蔚，第四版，上冊(cè)[6]-[40][典型例題]例18-1．一定量的某種理想氣體，開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)、體積、溫度分別為P0=1.2×106Pa,V0=8.31×10-3m3,,T0=300K的初態(tài)，后經(jīng)過(guò)一等容過(guò)程，溫度升高到T1=450K，再經(jīng)過(guò)一等溫過(guò)程，壓強(qiáng)降到P=PO末態(tài)，已知該理想氣體的等壓摩爾熱容與等容摩與熱容之比CP/CV=5/3。求：（1）理想氣體的等壓摩爾熱容CP和等容摩爾熱容CV。（2）氣體從始態(tài)變到末態(tài)的全過(guò)程中從外界吸收的熱量。提示：（1）（2）例18-2．一定量的剛性雙原子分子理想氣體，開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)為p0=1.0×106Pa,體積為V0=4×10-3m3溫度為T0=300K的初態(tài)，后經(jīng)等壓膨脹過(guò)程溫度上升到T1=450K，再經(jīng)絕熱過(guò)程溫度回到T2=300K，求氣體在整過(guò)程中對(duì)外界作的功。提示：練習(xí)十八一、選擇題：18-1．有兩個(gè)相同的容器，容積固定不變，一個(gè)盛有氨氣，另一個(gè)盛有氫氣（看成剛性分子的理想氣體），它們的壓強(qiáng)和溫度都相等，現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氨氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氨氣傳遞熱量是：［］(A)6J.(B)5J.(C)3J.(D)2J.18-2．一定量的理想氣體分別由初態(tài)a經(jīng)①過(guò)程ab和由初態(tài)a′經(jīng)②過(guò)程a′cb到達(dá)相同的終態(tài)b，如p－T圖所示，則兩個(gè)過(guò)程中氣體從外界吸收的熱量Q1，Q2的關(guān)系為：［］(A)Q1<0，Q1>Q2．(B)Q1>0，Q1>Q2．(C)Q1<0，Q1<Q2．(D)Q1>0，Q1<Q2．18-3．對(duì)于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹的情況下，系統(tǒng)對(duì)外所作的功與從外界吸收的熱量之比W/Q等于［］(A)2/3．(B)1/2．(C)2/5．(D)2/7．18-4．1mol理想氣體從p－V圖上初態(tài)a分別經(jīng)歷如圖所示的(1)或(2)過(guò)程到達(dá)末態(tài)b．已知Ta<Tb，則這兩過(guò)程中氣體吸收的熱量Q1和Q2的關(guān)系是［］(A)Q1>Q2>0．(B)Q2>Q1>0．(C)Q2<Q1<0．(D)Q1<Q2<0．(E)Q1=Q2>0．18-5．氦氣、氮?dú)?、水蒸?均視為剛性分子理想氣體)，它們的摩爾數(shù)相同，初始狀態(tài)相同，若使它們?cè)隗w積不變情況下吸收相等的熱量，則［］(A)它們的溫度升高相同，壓強(qiáng)增加相同．(B)它們的溫度升高相同，壓強(qiáng)增加不相同．(C)它們的溫度升高不相同，壓強(qiáng)增加不相同．(D)它們的溫度升高不相同，壓強(qiáng)增加相同．18-6．一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，溫度升高了．則根據(jù)熱力學(xué)定律可以斷定：(1)該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱．(2)在此過(guò)程中外界對(duì)該理想氣體系統(tǒng)作了正功．(3)該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了．(4)在此過(guò)程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外作了正功．以上正確的斷言是：［］(A)(1)、(3)．(B)(2)、(3)．(C)(3)．(D)(3)、(4)．提示：選C二、填空題18-7．一氣缸內(nèi)貯有10mol的單原子分子理想氣體，在壓縮過(guò)程中外界作功209J，氣體升溫1K，此過(guò)程中氣體內(nèi)能增量為_(kāi)___，外界傳給氣體的熱量為_(kāi)_____________．18-8．一定量的某種理想氣體在等壓過(guò)程中對(duì)外作功為200J．若此種氣體為單原子分子氣體，則該過(guò)程中需吸熱___________J；若為雙原子分子氣體，則需吸熱____________J.18-9．2mol單原子分子理想氣體，從平衡態(tài)1經(jīng)一等體過(guò)程后達(dá)到平衡態(tài)2，溫度從200K上升到500K，若該過(guò)程為平衡過(guò)程，氣體吸收的熱量為_(kāi)___________；若為不平衡過(guò)程，氣體吸收的熱量為_(kāi)_____________．18-10．一定量理想氣體，從A狀態(tài)(2p1，V1)經(jīng)歷如圖所示的直線過(guò)程變到B狀態(tài)(p1，2V1)，則AB過(guò)程中系統(tǒng)作功W＝_________；內(nèi)能改變E=_________．18-11．常溫常壓下，一定量的某種理想氣體(其分子可視為剛性分子，自由度為i，在等壓過(guò)程中吸熱為Q，對(duì)外作功為W，內(nèi)能增加為，則W/Q=_____________．_____________．18-12．壓強(qiáng)、體積和溫度都相同的氫氣和氦氣(均視為剛性分子的理想氣體)，它們的質(zhì)量之比為m1∶m2=__________，它們的內(nèi)能之比為E1∶E2=__________，如果它們分別在等壓過(guò)程中吸收了相同的熱量，則它們對(duì)外作功之比為W1∶W2=__________．（各量下角標(biāo)1表示氫氣，2表示氦氣）18-13．同一種理想氣體的定壓摩爾熱容Cp大于定體摩爾熱容CV，其原因是________________________________________．三、計(jì)算題18-14.0.02kg的氦氣(視為理想氣體)，溫度由17℃升為27℃．若在升溫過(guò)程中，體積保持不變；壓強(qiáng)保持不變；不與外界交換熱量；試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體所作的功．18-15.1mol雙原子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1)沿pV圖所示直線變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求：氣體的內(nèi)能增量．氣體對(duì)外界所作的功．氣體吸收的熱量．此過(guò)程的摩爾熱容．(摩爾熱容C=ΔQ/ΔT，其中ΔQ表示1mol物質(zhì)在過(guò)程中升高溫度時(shí)所吸收的熱量．)18-16.一定量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b到達(dá)c．(如圖，abc為一直線)求此過(guò)程中氣體對(duì)外作的功；氣體內(nèi)能的增量；(3)氣體吸收的熱量．(1atm＝1.013×105Pa)18-17.一定量的理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積為1.0×102m3