大学物理热力学

大学物理热力学

第六章习题课\n一、基本要求1、掌握功、热量和内能的概念，理解平衡过程。3、理解循环过程和卡诺循环。4、理解热力学第二定律的两种叙述，理解可逆过程和不可逆过程。2、熟练分析、计算理想气体等值过程中功、热量和内能。5、了解熵的概念及简单的计算。\n二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用过程量过程量状态量等值过程中和的计算（附表）\n等体过程等压过程等温过程绝热过程附表：\n3、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环\n5、可逆过程和不可逆过程★6、熵的计算与熵增加原理在孤立系统中开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”\n三、讨论1、系统吸热是否一定温度升高？2、对P-V图的研究（1）图示103为绝热线，试讨论123和13过程中和的正负（2）图示气体经历的各过程，其中ad为绝热线，图中两虚线为等温线，试分析各过程的热容量的正负\n四、计算1、0.1mol氧气经历图示过程，其中3-4为绝热过程且，计算各过程的和\n2、在一大玻璃瓶内装着干燥的空气，初时气体温度与室温T0相同，压强p1比大气压强p0稍高，打开瓶上阀门让气体与大气相通发生膨胀，当其压强将到P0时迅即关闭阀门，此时气体温度稍有下降，待气体温度重新回到室温T0时测得气体压强为p2。求气体的热容比γ。\n3、一侧面绝热的气缸内盛有1mol的单原子分子理想气体，气体温度T1=273K,活塞外气压P0=1.105×105pa，活塞面积S=0.02m2，活塞质量m=102kg（活塞绝热，不漏气且与气缸壁的摩擦可忽略）。由于气缸内小突起物的阻碍，活塞起初停在距气缸底部为l1=1m处，今从底部极缓慢地加热气体，活塞上升了l2=0.5m的一段距离，如图示，试通过计算指出：（1）气缸中的气体经历的是什么过程？（2）气缸中的气体在整个过程中吸了多少热量？l1l2QP0S\n4、1mol氦气作如图循环，其中bc为绝热线，ab为等体线，ca为等压线，求循环效率\n5、（1）夏季的致冷空调（冷泵），须将室内热量排到室外设为，若室内温度为室外温度为，求该致冷机所需最小功率（2）冬天将致冷机换向，使他从室外取热传入室内（热泵）若室外温度为，室内保持，仍然用上面的空调所耗功率，则每秒传入室内的热量是多少？\n6、孤立系统中的水，和的冰混合后冰全部融化求（1）达到平衡时的温度（2）系统的熵变（）\n7、一绝热刚性容器中用一可以无摩擦移动的导热活塞将容器分为A、B两部分，A、B两部分分别充有1mol的He和1mol的O2。开始He的温度TA=300K、O2的温度TB=600K，两边压强相同P0=1.013×105pa（CVHe=3/2·R、CVO2=5/2·R）求：（1）整个系统平衡时的T和P（活塞的热容可忽略）（2）He和O2的熵变。\n6、一摩尔刚性单原子分子理想气体，经历如图所示的a→b→c→a循环，求循环效率η(CV=3/2·R)\n微小过程吸热:令dQ=0，则得吸、放热转换点在P-V图上的坐标为:∵直线过程方程为解：\na→e过程吸热:c→a过程吸热:循环过程总吸热循环过程对外作净功循环效率