大学物理热学习题附答案 下载本文

310.4097:解:(1) Q1?RT1ln(V2/V1)?5.35?10 J -----------------------3分

??1?(2)

T2?0.253T1W??Q?1.34?101;J-----------------------4分

3(3) Q2?Q1?W?4.01?10 J ----------------------------------------------3分

11.4104:解:由图,pA=300 Pa,pB = pC =100 Pa;VA=VC=1 m3,VB =3 m3。 (1) C→A为等体过程,据方程pA/TA= pC /TC

TC = TA pC / pA =100 K-----------2分

B→C为等压过程,据方程VB/TB=VC/TC得:TB=TCVB/VC=300 K------------------2分 (2) 各过程中气体所作的功分别为:A→B:B→C:W2 = pB (VC-VB ) =-200 J

C→A: W3 =0 -------------------------------------3分

(3) 整个循环过程中气体所作总功为:W= W1 +W2 +W3 =200 J

因为循环过程气体内能增量为ΔU=0,因此该循环中气体总吸热:Q =W+ΔU =200 J----3分 12.4114:解:(1) p-V图如右图--------------------------------------2分 (2) T4=T1

?U=0----------2分

p (atm)

W1?1(pA?pB)(VB?VC)2=400 J

MMQ?Cp(T2?T1)?CV(T3?T2)MMmolmol(3)

53?p1(2V1?V1)?[2V1(2p1?p1)]22 ?11p1V12=5.6×102 J-----------------4分

2

2 T3 1 T1 T2 O

1 2 T4 V (L)

(4) W=Q=5.6×10 J--------------------------2分 13.4155:解:(1) ∵ 刚性多原子分子 i = 6,∴T2?T1(p2/p1)??1?

??i?2?4/3i------------------1分

?600K----------------------2分

1?U?(M/Mmol)iR(T2?T1)?7.48?1032 J----------------------------2分

(2) ∵绝热 W =-ΔU =-7.48×103 J (外界对气体作功)------------2分 (3) ∵p2 = n kT2

∴n = p2 /(kT2 )=1.96×1026 个/m3 --------------------------------------------3分 14.4110:解:(1) 过程ab与bc为吸热过程,吸热总和为:

Q1=CV(Tb-Ta)+Cp(Tc-Tb)

?35(pbVb?paVa)?(pcVc?pbVb)22=800J---------------4分

(2) 循环过程对外所作总功为图中矩形面积:W = pb(Vc-Vb)-pd(Vd -Va) =100J----------2分

(3)

Ta=paVa/R,Tc = pcVc/R; Tb = pbVb /R,Td = pdVd/R

TaTc = (paVa pcVc)/R2=(12×104)/R2 TbTd = (pbVb pdVd)/R2=(12×104)/R2

∴ TaTc=TbTd ---------------------------------------------------------------------------4分 15.4130:解:由图得: pA=400 Pa, pB=pC=100 Pa, VA=VB=2 m3,VC=6 m3 (1) C→A为等体过程,据方程pA /TA = pC /TC ,得:TC = TA pC / pA =75 K ---------------1分 B→C为等压过程,据方程 VB /TB =VC TC ,得:TB = TC VB / VC =225 K-----------------1分

pVm?AA?0.321molMRTA(2) 根据理想气体状态方程求出气体的物质的量(即摩尔数),为:mol 由??1.4知该气体为双原子分子气体,

CV?57RCP?R2,2

7Q2??R(TC?TB)??14002B→C等压过程吸热:J--------------------2分

5Q3??R(TA?TC)?15002C→A等体过程吸热:J-----------------------2分

循环过程ΔU =0,整个循环过程净吸热:

Q?W?1(pA?pC)(VB?VC)?6002J

∴ A→B过程净吸热:Q1=Q-Q2-Q3=500J----------------------------------------4分

16.4258:解:

p?11nmv2??v233

2∴??3p/v?1.90kg/m3 ------------------------------------------------------5