河海大学热学作业答案-7-8
河海大学物理习题集热电学作业的答案-精选文档
解: 以管内上部分气体为 研究对象 管总长L=760+60=820mm 外界压强P0=780mmHg时 管内气体 压强 P1=780-760=20mmHg 体积V1=60S 外界压强为P 水银柱高h 管内气体 压强 P2=P-h 体积V2=S(820-h) T不变 P1V1=P2V2 120S=(P-h)(820-h)S 1 P=h+1200/(820-h)
热学(一) 一 选择题 二 填空题 1, B 2, E 3, C
1, 5.13, 0.71,
2, (1) O2, 600 m/s, H2, 2400m/s;
(2)具有从0到无穷大所有速率氧分子的概率, 3 (1)分子当作质点， 不占体积 (2)分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。（忽略 重力）(3)分子之间碰撞是弹性碰撞（动能不变）. 三、计算题
P
RT2ln
V3 V 2 = 4067J
0
V
V0 2V0
6
即 A=4067J
Q=Q1+Q2=6560J
E=2493J
过程a-d-b:
a-d等温膨胀:
Q’1=A’1=
RT1ln
E’1=0
V4 V 1 =3375J
P
a
b d
d-b等容吸热: A’2=0 Q’2= E’2= Cv(T3-T4)=2493J 即 Q’=Q’1+Q’2=5868J
P
b c c
V
V0 2V0
8
热学（七）
3
热学（三）
一 选择题
1, C
2,D
二 填空题 1, 1:1, 10:3 2,(1)温度为T的平衡态下,系统每一 分子自由度平均动能; (2)温度为T的平衡态下,自由度为i的分子
传热学第七章答案..
第七章思考题1。
什么叫膜状凝结，什么叫珠状凝结？膜状凝结时热量传递过程的主要阻力在什么地方？ 答：凝结液体在壁面上铺展成膜的凝结叫膜状凝结，膜状凝结的主要热阻在液膜层，凝结液体在壁面上形成液珠的凝结叫珠状凝结。
2．在努塞尔关于膜状凝结理论分析的8条假定中，最主要的简化假定是哪两条?答：第3条，忽略液膜惯性力，使动量方程得以简化；第5条，膜内温度是线性的，即 膜内只有导热而无对流，简化了能量方程。
3．有人说,在其他条件相同的情况下．水平管外的凝结换热一定比竖直管强烈，这一说法一定成立?答；这一说法不一定成立,要看管的长径比。
4．为什么水平管外凝结换热只介绍层流的准则式?常压下的水蒸气在10=-=∆w s t t t ℃的水平管外凝结，如果要使液膜中出现湍流，试近似地估计一下水平管的直径要多大? 答：因为换热管径通常较小,水平管外凝结换热一般在层流范围。
对于水平横圆管：()r t t dh R w s e ηπ-=4()4132729.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=w s t t d gr h ηλρ临界雷诺数()()1600161.9Re 434541324343=-=rg t t dw s c ηλρ由100=s t ℃,查表：kg kJ r /2257= 由95=p t ℃，查表:3/85.961m kg =ρ ()K m W •=/6815.0λ()s m kg •⨯=-/107.2986η ()()mg t t rd w s 07.23.976313235=-=λρη即水平管管径达到2。
07m 时,流动状态才过渡到湍流。
5．试说明大容器沸腾的t q ∆~曲线中各部分的换热机理。
6．对于热流密度可控及壁面温度可控的两种换热情形，分别说明控制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义，并针对上述两种情形分别举出一个工程应用实例。
答：对于热流密度可控的设备，如电加热器，控制热流密度小于临界热流密度，是为了防止设备被烧毁,对于壁温可控的设备，如冷凝蒸发器,控制温差小于临界温差，是为了防止设备换热量下降。
热学第四版考试题及答案
热学第四版考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律表明，能量守恒。
以下哪项说法是错误的？A. 系统吸收的热量等于系统内能的增加量加上对外做的功。
B. 系统对外做的功等于系统内能的减少量加上系统吸收的热量。
C. 系统吸收的热量等于系统内能的增加量减去对外做的功。
D. 系统对外做的功等于系统内能的增加量减去系统吸收的热量。
答案：D2. 两个温度不同的物体接触后，热量将从哪个物体传递到另一个物体？A. 从高温物体传递到低温物体。
B. 从低温物体传递到高温物体。
C. 热量不会传递。
D. 热量在两个物体之间来回传递。
答案：A3. 理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P、V、n、R、T分别代表什么？A. 压力、体积、摩尔数、气体常数、温度B. 温度、体积、摩尔数、气体常数、压力C. 压力、体积、摩尔数、温度、气体常数D. 温度、摩尔数、气体常数、压力、体积答案：A4. 以下哪个量是状态函数？A. 热量B. 功C. 内能D. 熵答案：C5. 以下哪个过程是可逆过程？A. 气体的自由膨胀B. 气体的等温膨胀C. 气体的绝热膨胀D. 气体的等压膨胀答案：B6. 根据热力学第二定律，以下哪项说法是正确的？A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体。
B. 热量不能从低温物体自发地传递到高温物体。
C. 热量可以从高温物体自发地传递到低温物体。
D. 热量不能从低温物体传递到高温物体。
答案：B7. 熵是热力学中描述什么的物理量？A. 能量的转换效率B. 系统的混乱程度C. 系统的有序程度D. 系统的稳定性答案：B8. 以下哪个过程是绝热过程？A. 气体的等温膨胀B. 气体的等压膨胀C. 气体的自由膨胀D. 气体的绝热膨胀答案：D9. 以下哪个过程是等熵过程？A. 气体的等温膨胀B. 气体的等压膨胀C. 气体的绝热膨胀D. 气体的等容膨胀答案：C10. 以下哪个过程是等容过程？A. 气体的等温膨胀B. 气体的等压膨胀C. 气体的绝热膨胀D. 气体的等容膨胀答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：ΔU = Q - W，其中ΔU代表_______，Q代表_______，W代表_______。
7-8章小结及部分习题解答解析
a v 2a N v0 N
v0 v 2v0
k
1m 2
0
v2
f
(v)d
v
1 2
m
a [
N v0
v v0 2
0
vdv +
2v0 v0
(-v
2
v
+
2
v0
v
2
)dv]
1m 2
a N v0
[ v4 4
+
[-
1 4
(16v04
v04 )]
2 3
v0
(8v03
v03)]
7 12
mv02
P20-1 解：
变了多少？ 解：
W P(V2 V1) 500(J)
E Q W 1.21103(J)
8-10一压强8-为101.0105 Pa ，体积为 1.0103 m3 的氧气 自 00 C加热到 1000 C，问：（1）当压强不变时需要多
少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压
或等体过程中各作了多少功 ？
解： 过程 DA（等体过程）
QDA
EDA
m M
CV
(TA
TD )
P
A
QAB
T1
300K
QDA
B
D
QBC
T2 200KC
0.32 5 8.31(300 200)
V1 QCD V2 V
0.032 2
2.08104 (J)
过程 AB（等温过程）
QAB
m M
RT1
ln V2 V1
1.73104 (J)
CV .m (TC TB )
3 2
R(TC
工程热力学课后答案
工程热力学课后答案工程热力学是学习热力学基础和热力学应用的重要课程。
虽然每节课上老师会解释和演示相关内容和实例，但是在课后掌握和巩固知识点就需要有答案作为参考。
因此，在本篇文章中，我将为大家提供一些工程热力学课后练习题的答案，希望能够对大家学习和复习工程热力学有所帮助。
1. 热力学第一定律表明什么？热力学第一定律是能量守恒定律，表明能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 热力学第二定律表明什么？热力学第二定律是关于热力学过程可能发生的方向的规定。
它表明，热量不会自己从低温物体向高温物体流动，也不会使机械功完全转化为热量。
即，热量不能自发地从低温物体流向高温物体，而是需要一定的外力作用。
这个过程在自然中总是不可逆的。
3. 什么是熵？它的单位是什么？熵是热力学状态函数，通常用符号S表示，表示物体的无序程度。
在一个封闭系统中，熵的增加意味着该系统内部的无序程度增加。
熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。
4. 什么是焓？它的单位是什么？焓是热力学状态函数，通常用符号H表示，表示在恒定压力下，系统的总能量。
焓是一种状态函数，它只与系统的初始状态和结束状态有关，而与系统的历史路径无关。
焓的单位是焦耳（J）。
5. 什么是热容？它的单位是什么？热容是指物体在接受热量时所发生的温度变化。
它的单位是焦耳/开尔文（J/K）。
6. 什么是定常流动？定常流动是一种稳定状态，其中流体的流量、速度、温度和压力在空间和时间上都是恒定的，不随时间而变化。
7. 什么是等熵流动？等熵流动是一种不发生能量转化的流动过程，也称为绝热流动。
在这种流动中，热流量和机械功是恒定的，并且没有热交换。
在等熵流动中，熵保持不变。
8. 什么是朗肯循环？朗肯循环是一种理想的热力学循环，常用于内燃机以及蒸汽动力机的操作中。
朗肯循环包括四个过程：恒容热量加热、等熵膨胀、恒容冷却和等熵压缩。
9. 什么是布雷顿-珀西循环？布雷顿-珀西循环是一种用于产生电力的循环，常见于燃煤或天然气发电厂中。
工程热力学作业题chapter7 课后答案【khdaw_lxywyl】
7-1 当水的温度 t=80℃，压力分别为 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。 解：查表知道 t=80℃时饱和压力为 0.047359MPa。 因此在 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为 2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。
w.
定压过程加入的热量和内能变化量
案 网
co
查表 p2=0.6MPa，t2=300℃
m
p1=1.4MPa，t1=300℃的过热蒸汽的参数： h1=3040kJ/kg v1＝0.1823m3/kg
取水为定值比热，其的焓值：h0＝25×4.1868＝104 kJ/kg 单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936 kJ/kg
7－4 将 2kg水盛于容积为 0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至 200℃试求容器中（1）压力； （2）焓； （3）蒸汽的质量和体积。 解： （1）查 200℃的饱和参数 h``＝2791.4kJ/kg
3
ww
w.
v``＝0.12714m /kg v`＝0.0011565m3/kg 饱和压力 1.5551MPa。 刚性容器中水的比容：
解：p＝1 MPa、x＝0.95 的比容 查表饱和参数v``＝0.1943m3/kg
v`＝0.0011274m3/kg
v xv``(1 x)v` 0.18464 m /kg
3
蒸汽体积流量：
v
输汽管的半径最小为
内径：0.0626m
7-7 某空调系统采用p＝0.3 MPa、x＝0.94 的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时 4000 标准m3，空气通过暖风机（从 0℃）被加热到 120 ℃。设蒸汽流过暖风机后全部变为p＝0.3 MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值） 。
热学课后习题答案
.第一章温度1-1定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时,个中气体的压强为50mmHg.（1）用温度计测量300K的温度时,气体的压强是若干？（2）当气体的压强为68mmHg时,待测温度是若干？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3用定容气体温度计测量某种物资的沸点.本来测温泡在水的三相点时,个中气体的压强;当测温泡浸入待测物资中时,测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,从新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试肯定待测沸点的幻想气体温度.解：依据从幻想气体温标的界说：依以上两次所测数据,作T-P图看趋向得出时,T约为亦即沸点为400.5K.题1-4图1-6水银温度计浸在冰水中时,水银柱的长度为;温度计浸在滚水中时,水银柱的长度为.（1）在室温时,水银柱的长度为若干？（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时,水银柱的长度为,试求溶液的温度.解：设水银柱长与温度成线性关系：当时,代入上式当,（1）（2）1-14水银气压计中混进了一个空气泡,是以它的读数比现实的气压小,当准确的气压计的读数为时,它的读数只有.此时管内水银面到管顶的距离为.问当此气压计的读数为时,现实气压应是若干.设空气的温度保持不变.题1-15图解：设管子横截面为S,在气压计读数为和时,管内空气压强分离为和,依据静力均衡前提可知,因为T.M不变依据方程有,而1-25一抽气机转速转/分,抽气机每分钟可以或许抽出气体,设容器的容积,问经由若干时光后才干使容器的压强由降到.解：设抽气机每转一转时能抽出的气体体积为,则当抽气机转过一转后,容器内的压强由降到,疏忽抽气进程中压强的变更而近似以为抽出压强为的气体,因而有,当抽气机转过两转后,压强为当抽气机转过n转后,压强设当压强降到时,所需时光为分,转数1-27把的氮气压入一容积为的容器,容器中本来已充满同温同压的氧气.试求混杂气体的压强和各类气体的分压强,假定容器中的温度保持不变.解：依据道尔顿分压定律可知又由状况方程且温度.质量M不变.第二章气体分子活动论的根本概念2-4 容积为2500cm3×1015个氧分子,有×1015个氮分子和×10-7g的氩气.设混杂气体的温度为150℃,求混杂气体的压强.解：依据混杂气体的压强公式有PV=（N 氧+N 氮+N 氩）KT个中的氩的分子个数：N 氩=15231001097.410023.640103.3⨯=⨯⨯⨯=-N M 氩氩μ（个）∴ P=（1.0+4.0+4.97）10152231033.225004231038.1--⨯=⨯⨯⋅Pa 41075.1-⨯≅mmHg2-5一容器内有氧气,其压强P=1.0atm,温度为t=27℃,求 (1) 单位体积内的分子数： (2) 氧气的密度; (3) 氧分子的质量; (4) 分子间的平均距离; (5) 分子的平均平动能. 解：(1)∵P=nKT∴n=252351045.23001038.110013.10.1⨯=⨯⨯⨯⨯=-KT P m -3(2)l g RTP /30.1300082.0321=⨯⨯==μρ(3)m 氧=23253103.51045.2103.1-⨯≅⨯⨯=n ρg (4) 设分子间的平均距离为d,并将分子算作是半径为d/2的球,每个分子的体积为v 0. V 0=336)2(34d d ππ=∴71931028.41044.266-⨯=⨯⨯==ππn d cm (5)分子的平均平动能ε为：ε14161021.6)27273(1038.12323--⨯=+⨯⨯==KT （尔格）2-12 气体的温度为T = 273K,压强为 P=×10-2atm,密度为ρ×10-5g(1) 求气体分子的方均根速度.(2) 求气体的分子量,并肯定它是什么气体.解：（1）s m P RT V /485332===ρμ（2）mol g mol kg PRTn PN A /9.28/109.283=⨯===-ρμ 该气体为空气2-19 把尺度状况下224升﹒l 2mol-2-1.解：在尺度状况西224l 的氮气是10mol 的气体,所以不竭紧缩气体时,则其体积将趋于10b,即0.39131,分子直径为： 内压强P 内=8.90703913.039.122≅=V a atm 注：一摩尔现实气体当不竭紧缩时（即压强趋于无穷大）时,气体分子不成能一个挨一个的慎密分列,因而气体体积不克不及趋于分子本身所有体积之和而只能趋于b.第三章 气体分子热活动速度和能量的统计散布律3-1 设有一群粒子按速度散布如下：试求(1)平均速度V;（2）方均根速度2V （3）最可几速度Vp 解：（1）平均速度：18.32864200.5200.4800.3600.2400.12≅++++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=V (m/s)(2) 方均根速度37.322≅∑∑=ii i N V N V(m/s)3-2 盘算300K 时,氧分子的最可几速度.平均速度和方均根速度.解：s m RT V P /395103230031.8223=⨯⨯⨯==-μ3-13 N 个设想的气体分子,其速度散布如图3-13所示（当v ＞v 0时,粒子数为零）.（1）由N 和V 0求a.00之间的分子数.（1） 求分子的平均速度.解：由图得分子的速度散布函数：N V Va 0 (00V V 〈〈) Na (002V V V 〈〈)f(v)= 0 (02V V 〉)(1) ∵dv V Nf dN )(=∴aV aV V V a advdV V VadV V f N N VV V 00200202321)(0=+=+==⎰⎰⎰∞(2) 00之间的分子数3-21 收音机的腾飞前机舱中的压力计批示为1.0atm,温度为270C;腾飞后压力计指导为0.80atm,温度仍为27 0C,试盘算飞机距地面的高度.解：依据等温气压公式： P=P0e -有In = - ∴ H = - In •个中In =In = -0.223,空气的平均分子量u=29. ∴××103(m)3-27 在室温300K 下,一摩托车尔氢和一摩尔氮的内能各是若干？一克氢和一克氮的内能各是若干？×103(J) ×103(J)可见,一摩气体内能只与其自由度（这里t=3,r=2,s=0）和温度有关.一克氧和一克氮的内能： ∴××103(J)3-30 某种气体的分子由四个原子构成,它们分离处在正四面体的四个极点：（1）求这种分子的平动.迁移转变和振动自由度数.（2）依据能均分定理求这种气体的定容摩尔热容量.解：（1）因n个原子构成的分子最多有3n个自由度.个中3个平动自由度,3个迁移转变自由度,3n-1个是振动自由度.这里n=4,故有12个自由度.个中3个平动.个迁移转变自由度,6个振动自由度.(2) 定容摩尔热容量：Cv= (t+r+2s)R = ×18×2= 18（Cal/mol•K）第四章气体内的输运进程4－2.氮分子的有用直径为,求其在尺度状况下的平均自由程和持续两次碰撞间的平均时光.解：＝代入数据得：－（m）＝代入数据得：＝（s）4－4.某种气体分子在时的平均自由程为.（1）已知分子的有用直径为,求气体的压强.（2）求分子在的旅程上与其它分子的碰撞次数.解：（1）由得：代入数据得：（2）分子走旅程碰撞次数（次）4－6.电子管的真空度约为HG,设气体分子的有用直径为,求时单位体积内的分子数,平均自由程和碰撞频率.解：（2）（3）若电子管中是空气,则4－14.今测得氮气在时的沾次滞系数为试盘算氮分子的有用直径,已知氮的分子量为28.解：由《热学》（）式知：代入数据得：4－16.氧气在尺度状况下的集中系数：.求氧分子的平均自由程.解：代入数据得4－17.已知氦气和氩气的原子量分离为4和40,它们在尺度状况嗲的沾滞系数分离为和,求：（1）氩分子与氦分子的碰撞截面之比;（2）氩气与氦气的导热系数之比;（3）氩气与氦气的集中系数之比.解：已知（1）依据（2）因为氮氩都是单原子分子,因而摩尔热容量C雷同（3）现P.T都雷同,第五章热力学第必定律5-21. 图5-21有一除底部外都是绝热的气筒,被一地位固定的导热板隔成相等的两部分A和B,个中各盛有一摩尔的幻想气体氮.今将80cal 的热量迟缓地同底部供应气体,设活塞上的压强始终保持为1.00atm,求A部和B部温度的转变以及各接收的热量(导热板的热容量可以疏忽).若将地位固定的导热板换成可以自由滑动的绝热隔板,反复上述评论辩论.解：(1)导热板地位固定经底部向气体迟缓传热时,A部气体进行的是准静态等容进程,B部进行的是准表态等压进程.因为隔板导热,A.B两部气体温度始终相等,因而（2）绝热隔板可自由滑动B部在1大气压下整体向上滑动,体积保持不变且绝热,所以温度始终不变.A部气体在此大气压下吸热膨胀5－25.图5-25,用绝热壁作成一圆柱形的容器.在容器中央置放一无摩擦的.绝热的可动活塞.活塞两侧各有n 摩尔的幻想气体,开端状况均为p0.V0.T0.设气体定容摩尔热容量C v为常数,将一通电线圈放到活塞左侧气体中,对气体迟缓地加热,左侧气体膨胀同时通度日塞紧缩右方气体,最后使右方气体压强增为p0.问：（1）对活塞右侧气体作了若干功？（2）右侧气体的终温是若干？（3）左侧气体的终温是若干？（4）左侧气体接收了若干热量？解：（1）设终态,阁下两侧气体和体积.温度分离为V左.V右.T左.T 右,两侧气体的压强均为p0对右侧气体,由p0 =p右得则外界（即左侧气体）对活塞右侧气体作的功为（2）（3）（4）由热一左侧气体吸热为5-27 图5-27所示为一摩尔单原子幻想气体所阅历的轮回进程,个中AB为等温线.已知3.001, 求效力.设气体的解:AB,CA为吸引进程,BC为放热进程.又且故%5-28 图5-28(T-V图)所示为一幻想气体(已知)的轮回进程.个中CA为绝热进程.A点的状况参量(T, )和B点的状况参量(T, )均为已知.(1)气体在A B,B C两进程中各和外界交流热量吗?是放热照样吸热?(2)求C点的状况参量(3)这个轮回是不是卡诺轮回?(4)求这个轮回的效力.解:(1)A B是等温膨胀进程,气体从外界吸热,B C是等容降温进程,气体向外界放热.从又得(3)不是卡诺轮回(4)==5-29 设燃气涡轮机内工质进行如图5-29的轮回进程,个中1-2,3-4为绝热进程;2-3,4-1为等压进程.试证实这轮回的效力为又可写为个中是绝热紧缩进程的升压比.设工作物资为幻想气体, 为常数.证:轮回中,工质仅在2-3进程中吸热,轮回中,工质仅在4-1进程中放热轮回效力为从两个绝热进程,有或或由等比定理又可写为5-31 图5-31中ABCD为一摩尔幻想气体氦的轮回进程,全部进程由两条等压线和两条等容线构成.设已知A点的压强为 2.0tam,体积为 1.01,B点的体积为2.01,C点的压强为 1.0atm,求轮回效力.设解:DA和AB两进程吸热,===6.5atmlBC和CD两进程放热==%5-33 一制冷机工质进行如图5-33所示的轮回进程,个中ab,cd分离是温度为, 的等温进程;cb,da为等压进程.设工质为幻想气体,证实这制冷机的制冷系数为证:ab,cd两进程放热, 而Cd,da两进程吸热, ,而则轮回中外界对体系作的功为从低温热源1,(被致冷物体)接收的热量为制冷系数为证实进程中可见,因为,在盘算时可不斟酌bc及da两进程.第六章热力学第二定律6-24 在一绝热容器中,质量为m,温度为T1的液体和雷同质量的但温度为T2的液体,在必定压强下混杂后达到新的均衡态,求体系从初态到终态熵的变更,并解释熵增长,设已知液体定压比热为常数CP.解：两种不合温度液体的混杂,是不成逆进程,它的熵变可以用两个可逆进程熵变之和求得.设T1>T2,（也可设T1<T2,成果与此无关）,混杂后均衡温度T知足下式mC p(T1－T)=mC p(T－T1)∴ T = (T1＋T2)温度为T1的液体准静态等压降温至T,熵变成温度为T2的液体准静态等压升温至T熵变成由熵的可加性,总熵变成：△S=△S＋△S=mC p(ln＋ln)=mC p ln=mC p ln因（T1－T2）2>0 即T12－2T1T2＋T22>0T12＋2T1T2＋T22－4T1T2>0由此得（T1＋T2）2>4T1T2所以,△S>0因为液体的混杂是在绝热容器内,由熵增长道理可见,此进程是不成逆.6-26 如图6—26,一摩尔幻想气体氢（γ=1.4）在状况1的参量为V1=20L,T1=300K.图中1—3为等温线,1—4为绝热线,1—2和4—3均为等压线,2—3为等容线,试分离用三条路径盘算S3－S1：（1）1—2—3（2）1—3（3）1—4—3解：由可逆路径1—2—3求S3－S1C p ln－C v ln=R ln=R ln=8.31 ln=5.76 J·K－1（2）由路径1—3求S3－S1=5.76 J·K－1因为1—4为可逆绝热进程,有熵增道理知S4－S1=0从等压线4—3= =从绝热线1—4 T1v1γ－1或则即故=5.76 J·K－1盘算成果标明,沿三条不合路径所求的熵变均雷同,这反应了一切态函数之差与进程无关,仅决议处.终态.6-28 一现实制冷机工作于两恒温热源之间,热源温度分离为T1=400K,T2=200K.设工作物资在没一轮回中,从低温热源接收热量为200cal,向高温热源放热600cal.（1）在工作物资进行的每一轮回中,外界对制冷机作了若干功？（2）制冷机经由一轮回后,热源和工作物资熵的总变更（△S b）（3）如设上述制冷机为可逆机,经由一轮回后,热源和工作物资熵的总变更应是若干？（4）若（3）中的饿可逆制冷机在一轮回中从低温热源接收热量仍为200cal,试用（3）中成果求该可逆制冷机的工作物资向高温热源放出的热量以及外界对它所作的功.解：（1）由热力学第必定律,外界对制冷机作的功为A=Q1-Q2=600-200=400cal=1672J(2)经一轮回,工作物资又回到初态,熵变成零,热源熵变是高温热源熵变△S1与低温热源熵变△S2之和.所以,经一轮回后,热源和工作物资的熵的总变更为△S b=（3）视工资与热源为一绝热系,若为可逆机,由熵增长道理知,全部体系的总熵变成零.即△S0=0（4）由（3）知,对于可逆机即工质想高温热源放出的热量.而外界对它的功为A=Q1'-Q2=400-200=200cal=836J盘算成果标明,,当热源雷同,从低温热源取相等的热量时,可逆制冷机比现实制冷机所需的外功少。
大学热力学基础习题答案
大学热力学基础习题答案【篇一：《物理学基本教程》课后答案第七章热力学基础】>7-1 假设火箭中的气体为单原子理想气体，温度为2000 k，当气体离开喷口时，温度为1000 k，（1）设气体原子质量为4个原子质量单位，求气体分子原来的方均根速率v2气体离开喷口时的流速（即分子定向运动速度）大小相等，均沿同一方向，求这速度的大小，已知气体总的能量不变．分析气体动理论的能量公式表明，气体的温度是气体分子平均平动动能的量度．当气体的内能转化为定向运动的动能时，即表现为平均平动动能的减少，也就是温度的降低．解（1）由气体动理论的能量公式mv2?2v2132kt，得?3ktm?3?1.38?10?23?2000?274?1.6605?10m/s?3530.7 m/s（2）气体总的能量不变，气体内能的减少应等于定向运动动能的增量，就气体分子而言，即分子的平均平动动能的减少应等于定向运动动能的增量．若分子定向运动速度为vd，则有12mvd?232kt1?32kt2vd?3k(t1?t2)m?3?1.38?10?23?(2000?1000)?274?1.6605?10m/s?2496.6 m/s7-2 单原子理想气体从状态a经过程abcd到状态d，如图7-2所示．已知pa?pd?1.013?10 pa55，pb?pc?2.026?10 pa，vb?1.5 l，va?1 l，vc?3 l，（1）试计算气体在abcd过程中作的功，内能的变化和吸收的热量；（2）如果气体从状态d保持压强不变到a状态，如图中虚线所示，问以上三项计算变成多少？（3）若过程沿曲线从a到c状态，已知该过程吸热257 cal，求该过程中气体所作的功．分析理想气体从体积v1膨胀到体积v2的过2v程中所作的功为?p(v)dv，其量值为p?v图上 0 1 1.53 4v/lv1过程曲线下的面积．如果过程曲线下是规则的几图7-2何图形，通常可以直接计算面积获得该过程中气体所作的功．解（1）气体在abcd过程中作的功应等于过程曲线下的面积，得wabcd?s14da?sadcb?1.013?10?3?10?531.8 pa5?3?12?1.013?10?(3?1.5)?105?3pa内能改变为ed?ea? ?mm32cv,m(td?ta)?53m2m?3r(td?ta)??1?10?332pa(vd?va)?1.013?10?(4?10) j?455.9 j应用热力学第一定律，系统吸热为q?wabcd?ed?ea?531.8 j?455.9 j?987.7 j（2）气体在等压过程da中作的功为wda?pa(va?vd)?1.013?10?(1?4)?105?3j?-303.9 j内能改变为 ed?ea??455. 9j系统吸热为q?wda?ea?ed??303.9 j-455.9 j??759.8 j （3）若沿过程曲线从a到c状态，内能改变为ec?ea? ?mm32cv,m(tc?ta)?3m2mr(tc?ta)?5?332(pcvc?pava)?(2?3?1?1)?1.013?10?10 j?759.8 j应用热力学第一定律，系统所作的功为wac?qac?ec?ea?257?4.18 j-759.8 j?314.5 j7-3 2 mol的氮气从标准状态加热到373 k，如果加热时（1）体积不变；（2）压强不变，问在这两种情况下气体吸热分别是多少？哪个过程吸热较多？为什么？分析根据热力学第一定律，系统从外界吸收的热量，一部分用于增加系统的内能，另一部分用于对外作功．理想气体的内能是温度的单值函数，在常温和常压下氮气可视为理想气体，无论经过什么样的准静态过程从标准状态加热到373 k，其内能的变化都相同．在等体过程中气体对外不作功，系统从外界吸收的热量，全部用于系统的内能的增加，而在等压过程中，除增加内能外，还要用于系统对外作功，因此吸热量要多些．解（1）氮气可视为双原子理想气体，i?5．在等体过程中，系统吸热为qv?mim2r(t2?t1)?2?52?8.31?(373?273) j?4155 j（2）在等压过程中，系统吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?2?72?8.31?(373?273) j?5817 j分析气体在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，其中t1已知，t2可以通过气体状态方程由已知的该状态的压强和体积求出．用同样的方法可以计算内能的变化．再应用热力学第一定律计算出系统所作的功．解（1）气体在等压过程中吸收的热量为qp? ?mi?2m722r(t2?t1)?5?3i?22?10(pv2?mmrt1)?(3?10?10?1032?8.31?283) j?7928 j（2）内能的变化为e2?e1? ?52mim2r(t2?t1)?5?3i2?(pv2?mmrt1)?(3?10?10?101032?8.31?283) j?5663 j（3）应用热力学第一定律，系统所作的功为w?q?e2?e1?7928 j-5663 j?2265 j7-5 双原子理想气体在等压膨胀过程中吸收了500 cal的热量，试求在这个过程中气体所作的功．解双原子理想气体在等压膨胀过程中吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?i?22p(v2?v1)所作的功为wp?p(v2?v1)?2i?2qp?25?2?500?4.18 j?597 j分析在热力学中，应该学会充分利用p?v图分析和解题．从图7-6所示的p?v图 p可以看出，ac和db过程为等体过程，ad和cb过程为等压过程．理想气体的内能是温度的 p单值函数，在常温和常压下氧气可视为理想气体，只要始末状态相同，无论经过什么样的准静态过程，其内能的变化都相同．但是气体吸o v1 v2 v图7-6收的热量和完成的功则与过程有关，在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，在等体过程中吸收的热量为qv?mim2r(t2?t1)，其中温度值可以利用状态方程代换为已知的压强和体积参量．解（1）经acb过程，即经等体和等压过程，气体吸热为qacb?qv?qp? ? ?i?225?22p2v2?i25i2(pcvc?pava)?i?22(pbvb?pcvc)p1v1?p2v1?352?8.2?10?3?105?3?6?10?4.5?10 j? j?6?10?3?105?3j?1500 j所作的功为wacb?wcb?p2(v2?v1)?6?10?(4.5?3)?105?3j?900 j应用热力学第一定律，系统内能改变为eb?ea?qacb?wacb?1500 j-900 j?600 j（2）经adb过程，所作的功为wadb?wad?p1(v2?v1)?8.2?10?(4.5?3)?105?3j?1230 jj 系统内能改变为 eb?ea?600【篇二：大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解】>一、填空题：轮胎内空气的压强是。
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二 填空题
一 选择题
1,D
2,C
1, 0.5P0, Ta 5.76 J/K
2概率大的状态 2概率大的状态,不可逆过程 概率大的状态,
三计算题 (1) B-C 绝热膨胀: B- 绝热膨胀 膨胀:
PbV b=PcVc
Pc=(Vb/Vc) Pb=(1/2) 3P0 =1.14P0 (2)B(2)B-C过程 A1 = -i/2(PcVc-PbVb ) i/2(PcVc= -5/2(1.14P0 2V0 -3P0V0)=1.8P0V0 D-A过程 A2=Pa(Va-Vd)=P0(V0-2V0)= -P0V0 =Pa(VaA 净=A1+A2=1.8P0V0 - P0V0=0.8P0V0 (3)A(3)A-B等容吸热 Q1= Eab= i/2(PbVb - PaVa)=5P0V0 热机的效率 η= A 净/Q1=0.8/5=16% (4)A(4)A-B过程熵变 = Cvln = Cvln =22.8J/K
P
等温
绝热
0
V
A-B过程是可逆过程,但不绝热,所以熵变可以不为零,与熵增加原 过程是可逆过程,但不绝热,所以熵变可以不为零, 理不矛盾. 理不矛盾.
热学（八） 热学（
一 选择题 二 填空题 1,B 1， 3， 三证明题 证：使用反证法 假设如图绝热线与等温 等温线有 假设如图绝热线与等温线有 两个交点，则可形一 循环， 两个交点，则可形一个循环，只 从单一热源（等温热源）吸热， 从单一热源（等温热源）吸热， 使之全部变为功（循环过程包围 使之全部变为功（循环过程包围 的面积），这是违背热力学第二 的面积），这是违背热力学第二 ）， A 2， ，