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热力学例题作业的补充 增加.ppt

上传人:依依 文档编号:1039388 上传时间:2018-06-06 格式:PPT 页数:9 大小:370KB
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1、热力学例题,例1 在等压下将1000g 氮从 加温至 需要多少热量?氮的内能增加了多少? 对外做了多少功?如果是等容加温,则 需多少热量?(已知定容比热容 , ),例2 2 mol初始温度为 ,初始体积为20 L的氦气,先等压膨胀到体积加倍,然后绝热膨胀回到初始温度。1)在p-V图上画出过程图;2)在这一过程中系统总吸热多少?3)系统内能总的改变等于多少?4)氦气对外界做的总功是多少?其中绝热膨胀过程对外界做功是多少?5)系统终态的体积是多少?,例3 一绝热活塞将封闭的绝热气缸分成A、B两部分,A和B装有等量的单原子理想气体,活塞可无摩擦地自由滑动。开始时,两边气体体积均为 ,压强均为 ,温度

2、均为 。现通过某种装置对A中气体缓慢加热,当B中气体压强为 ,且A、B气体均达到平衡时,停止加热。设活塞移动的过程可视为准静态过程,试计算上述加热过程中,传给A中气体的热量Q。,例4 一容器(如图所示)体积为V,装有理想气体。玻璃管的截面积为S,有一个质量为m的小球正好封住管子并可以在管内无摩擦的滑动。大气压为 ,管内压力略高于大气压。如果小球偏离平衡位置,它将做 简谐振动。设气体经历的过程 是绝热的,且已知热容比 , 求振动频率。,例5 一空气泡自深为H的海底浮出海面,海水的温度与深度h的关系为 ,已知在海面上气泡体积为 ,压强为 ,海水的密度为 ,并取空气 ,求气泡上浮过程中对外做的功及吸

3、收的热量。,例6 一蒸汽机工作于 的高温热源及 的低温热源之间,对给定热输入Q,此蒸汽机所做的最大功是多少?在什么条件下得到此最大功?,例7 一卡诺热机,其工作物质为1mol的单原子理想气体,已知循环过程中等温膨胀开始时的温度为 ,体积为 ;等温压缩过程开始时温度为 ,体积为 。每个循环对外做功为 。现有另一个同样的热机,但以1mol双原子理想气体为工作物质,循环过程与前相同,此时热机每个循环对外做功 。 求 。,例8 1 kg的水与 的热源接触,当水的温度到达 时,1)水的熵变是多少? 2)整个系统的熵变是多少? 3)欲使整个系统的熵变为零,水应如何从 变到 ?,例9 已知 是氮的沸点,相变

4、潜热为 ,把氮气当作理想气体,比热容 且与温度无关,求下列两种状态的熵差: 1)温度为 ,压力为1 atm的1 g氮气; 2)温度为 ,压力为1 atm的1 g液氮。,例10. 的He气(理想气体),初始温度为 ,压强为 ,然后经历了过程ABC,如图所示。求:(1)在 的等压膨胀中气体对外做功多少?(2)在 中He的内能改变多少?(3)如果 是绝热的,求其熵变及终压强。,作业,若热机作可逆循环 ,其中 和 是等压过程(压强分别为 , ), 和 是绝热过程。工作物质为理想气体,其定容摩尔热容为常数 。(1)求热机的效率(用 , 表示);(2)求abcd四个状态的温度中的最大值 和最小值 ; (3

5、)证明工作在 和 之间的卡诺热机的效率大于上述热机的效率。,计算理想气体的奥托循环的效率 作为压缩比 和等容摩尔热容 ( 与温度无关)的函数。(注: 汽油机的循环过程类似于奥托循环,即两个绝热过程和两个等容过程构成的循环。),3. 1mol理想气体经历了体积从 到 的可逆等温膨胀过程,问:1)气体的熵变是多少?2)外界和气体的总熵变是多少?3)若假定膨胀为绝热自由膨胀,上述结果又如何?,4. 温度为300 K的理想气体作不可逆等温膨胀,从温度同为300 K的热源吸收热量100 J,同时对外做功,所做的功是气体可能对外所做的最大功的10%。求在此过程中气体和热源的熵变各为多少?(注:利用热力学可逆过程的最大功原理,即可逆过程中体系将对环境做最大功,而环境对体系作最小功。),

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