大学物理A第十三章作业解-大学物理首页.doc

大学物理A第十三章作业解 如图所示，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是：（B） 判断： 从图中可见，三个过程都作负功，且内能改变都相等，只有（A）、 （B）符合，去掉（C）、（Ｄ） bca过程： b1a过程： （Ａ）、（Ｂ）中只有（Ｂ）符合，选（B）。 13-2 如图，一定量的气体，由平衡态A变化到平衡态B，且它们的压强相等，即pA=pB。则在状态A和状态B之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然（B）。 判断：从状态A到状态B，题目并未给出具体的过程，功和热量是过程量，因而不能确定。但是始末两状态确定，则内能就确定了，内能的差也就确定了。p-V图上同一水平线，右侧温度高，所以从平衡态A变化到平衡态B，内能增加。 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时，它们的压强和温度都相同。现将3J的热量传给氦气，使之升高到一定的温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为（C） 解： 初始氢气与氦气的压强、温度、体积都相同，由状态方程可知，它们的摩尔数也相等。 两个吸热过程都是等体过程，则：, ， 有人想象了如习题13-4图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的为（D） 绝热膨胀过程对外作功，等体降压和等温压缩过程都是放热过程，整个循环没有吸收热量而要对外作功，是不可行的； 等温膨胀过程吸热，两个绝热过程，整个循环没有向低温热源放热，由热力学第二定律可知，此循环也是不能实现的； 同上。 等压膨胀过程从高温热源吸收热量，而后绝热膨胀，最后等温压缩过程向低温热源放热，这是从理论上可以实现的过程。 如图所示，一定量的空气，开始在状态A，其压强为，体积为，沿直线AB变化到状态B后，压强变为，体积变为，求此过程中气体所做的功。 解： 过程曲线与横轴围合的面积就为此过程中气体所做的功： 13-8题图 13-10 一定量的气体吸收了热量，并保持在下膨胀，体积从增加到，问空气对外做了多少功？它的内能改变了多少？ 解： 这是等压膨胀，功： 由热力学第一定律： 内能的改变为： 13-13 一压强为，体积为的氧气自加热到100，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做了多少功？ 解： （1）由， 等压过程吸收热量 氧气是双原子气体 ， 等容过程吸收热量 相同的气体，相同的初始状态，升高同样的温度，经历等压过程比经历等体过程需要的热量多。 （2）等体过程不做功： 等压过程的功： 13-15 如图所示，一定量的理想气体经历ACB过程时 吸热700J，则经历ACBDA过程时吸热又为多少？ 解：整个循环：，由： 得： 又从图中可得：，即：， 13-15题图 整个循环向外放热500J. 13-18 如图所示，使1mol氧气（1）由A等温地变到B；（2）由A等体地变到C，再由C等压地变到B。试分别计算氧气所作的功和吸收的热量。 解：由图得： （1）A→B 等温过程， （2）A→C，等体降压，C→B，等压膨胀 状态A与状态B温度相等，无论经历什么过程从A到B，内能变化都为零，所以： 】 13-21 1mol氢气在温度为300K，体积为0.025的状态下，经过（1）等压膨胀；（2）等温膨胀；（3）绝热膨胀。气体的体积都变为原来的两倍。试分别计算这三种过程中氢气对外做的功以及吸收的热量。 解：(1)等压膨胀功 等压膨胀吸收热量 （2）等温膨胀吸收的热量完全用来对外做功 （3）绝热膨胀的功 ，， 绝热膨胀 13-24 本题题图是某单原子气体循环过程的V-T图，图中VC=2VA，试问：（1）图中所示循环是代表制冷机还是热机？（2）如是正循环（热机循环），求出循环效率。 解：