大学物理08热力学

2026/4/23 5:51:47

容之比Cp / CV =5/3.求:

(1) 该理想气体的等压摩尔热容Cp和等体摩尔热容CV.

(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量.

--

(普适气体常量R = 8.31 J·mol1·K1) 36、(5548B30)

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. 37、(0140B35) p如图所示,AB、DC是绝热过程,CEA是等温过程,BED是任意过程,组成一个循环。若图中EDCE所包围的面积为70 J,EABE所包围的面积为30 J,过程中系统放热100 J,求BED过程中系统吸热为多少? 38、(0203C45)

1 mol单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,联结ac两点的曲线Ⅲ的方程为p?p0V2/V02, a点的温度为T0

(1) 试以T0 , 普适气体常量R表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量.

(2) 求此循环的效率.

O p9p0 p0O bADECBV

Ⅱ cⅢVⅠaV0

(提示:循环效率的定义式η=1- Q2 /Q1, Q1为循环中气体吸收的热量,Q2为循环中气体放出的热量.) 39、(4097A20)

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. 40、(4104A20) p (Pa) 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过

A程.已知气体在状态A的温度为TA=300 K,求 300 (1) 气体在状态B、C的温度;

200 (2) 各过程中气体对外所作的功;

CB(3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热100量(各过程吸热的代数和). 3OV (m)123

41、(4110A20) p (×105 Pa)如图所示,abcda为1 mol单原子分子理想气体

bc的循环过程,求: 2(1) 气体循环一次,在吸热过程中从外界共吸收

1d的热量; aV (×10?3 m3) (2) 气体循环一次对外做的净功; O23(3) 证明 在abcd四态, 气体的温度有

TaTc=TbTd.

42、(4113A20)

p (atm)1 mol 氦气作如图所示的可逆循环过程,其中

cab和cd是绝热过程, bc和da为等体过程,已知 pcV1 = 16.4 L,V2 = 32.8 L,pa = 1 atm,pb = 3.18 atm, pbbpc = 4 atm,pd = 1.26 atm,试求: d pd(1)在各态氦气的温度.

paa(2)在态氦气的内能.

V (L)(3)在一循环过程中氦气所作的净功.

OV1V2 (1 atm = 1.013×105 Pa)

(普适气体常量R = 8.31 J· mol?1· K?1) 43、(4118C45) p 一定量的理想气体经历如图所示的循环过程,A

A B →B和C→D是等压过程,B→C和D→A是绝热过

程.已知:TC= 300 K,TB= 400 K. 试求:此循环的效率.(提示:循环效率的定义式? =1-Q2 /Q1,

D C Q1为循环中气体吸收的热量,Q2为循环中气体放出

V O 的热量)

44、(4130A20) p(Pa) 比热容比?=1.40的理想气体进行如图所示的循环.已知状态A的温度为300 K.求:

A 400 (1) 状态B、C的温度;

300 (2) 每一过程中气体所吸收的净热量.

200 (普适气体常量R=8.31 J?mol?1?K?1)

B 100 C V(m3) O 45、(4131A20) 6 2 4 一卡诺热机(可逆的),当高温热源的温度为

127℃、低温热源温度为27℃时,其每次循环对外作净功8000 J.今维持低温热源的温度不变,提高高温热源温度,使其每次循环对外作净功 10000 J.若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间,试求: (1) 第二个循环的热机效率;

(2) 第二个循环的高温热源的温度.

46、(4149C45)

p 1 mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中1-2为直线,2-3为绝热线,3-1为

等温线.已知T2 =2T1,V3=8V1 试求: p 2 2 (1) 各过程的功,内能增量和传递的热量;(用

T1和已知常量表示) p 1

1 (2) 此循环的效率?. 3(注:循环效率η=W/Q1,W为整个循环过程中气体

V对外所作净功,Q1为循环过程中气体吸收的热量) OV3V1V247、(4150B30) p (atm) 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-d6 b 为等体过程,b-c为等温过程,d-a为等压过程.试

c 求:

(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;

2 a 25 d 50 O V (L)

(4) 循环效率? .

(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) 48、(4151C45) T (K) 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; c a (2) 经一循环系统所作的净功;

b (3) 循环的效率.

V (10?3m3) (注:循环效率η=W/Q1,W为循环过程系统对

1 2 外作的净功,Q1为循环过程系统从外界吸收的热量O

ln2=0.693) 49、(4332B30)

设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环,在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍,求循环的效率. 50、(4473B30) p 1 mol的理想气体,完成了由两个等体过程和两个等压过程

32构成的循环过程(如图),已知状态1的温度为T1,状态3的温度

为T3,且状态2和4在同一条等温线上.试求气体在这一循环过

4程中作的功. 1V51、(4591A15) O

一卡诺循环的热机,高温热源温度是 400 K.每一循环从此热源吸进 100 J热量并向一低温热源放出80 J热量.求: (1) 低温热源温度;

(2) 这循环的热机效率.

52、(4598B30) p如图所示,有一定量的理想气体,从初状态a(p1,V1)开始,

p1a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

p1/4c环过程中系统对外作的功W和所吸的热量Q. bV53、(4702A15) V1

理想气体作卡诺循环,高温热源的热力学温度是低温热

源的热力学温度的n倍,求气体在一个循环中将由高温热源所得热量的多大部分交给了低温热源. 54、(4703B25)

以氢(视为刚性分子的理想气体)为工作物质进行卡诺循环,如果在绝热膨胀时末态的压强p2是初态压强p1的一半,求循环的效率. 55、(4704B30)

单原子分子的理想气体作卡诺循环,已知循环效率η=20%,试求气体在绝热膨胀时,气体体积增大到原来的几倍?

p (Pa)56、(4705B30)

A 比热容比??1.40的理想气体,进行如图所示的400ABCA循环,状态A的温度为300 K.

300 (1) 求状态B、C的温度;

(2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所作的200功和气体内能的增量.

100B(普适气体常量 R?8.31J?mol?1?K?1) C

O246V (m3)57、(4706C45) 如图所示,一金属圆筒中盛有1 mol刚性双原子分

v 子的理想气体,用可动活塞封住,圆筒浸在冰水混合物中.迅速推动活塞,使气体从标准状态(活塞位置I)压缩到体积为原来一Ⅰ 半的状态(活塞位置Ⅱ),然后维持活塞不动,待气体温度下降至

Ⅱ 0℃,再让活塞缓慢上升到位置Ⅰ,完成一次循环.

(1) 试在p-V图上画出相应的理想循环曲线;

(2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰,则有多冰水混合物 少冰被熔化?

(已知冰的熔解热??3.35×105 J·kg-1,普适气体常量 R=8.31J·mol-1·K-1) 58、(4707C55) 如图所示,用绝热材料包围的圆筒内盛有一定量的刚性

M N 双原子分子的理想气体,并用可活动的、绝热的轻活塞将其

Ⅰ 封住.图中K为用来加热气体的电热丝,MN是固定在圆筒

Ⅱ 上的环,用来限制活塞向上运动.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是圆筒体积等

分刻度线,每等分刻度为 1?10?3 m3.开始时活塞在位置Ⅲ K Ⅰ,系统与大气同温、同压、同为标准状态.现将小砝码逐

~个加到活塞上,缓慢地压缩气体,当活塞到达位置Ⅲ时停止

N 加砝码;然后接通电源缓慢加热使活塞至Ⅱ;断开电源,再

逐步移去所有砝码使气体继续膨胀至Ⅰ,当上升的活塞被环M、N挡住后拿去周围绝热材料,系统逐步恢复到原来状态,完成一个循环.


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