热力学基础计算题答案.doc
《热力学基础计算题答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热力学基础计算题答案.doc(13页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、(完整word版)热力学基础计算题答案热力学基础计算题答案全1. 温度为25、压强为1 atm的1 mol刚性双原子分子理想气体,经等温过程体积膨胀至原来的3倍 (普适气体常量R8.31 ,ln 3=1.0986) (1) 计算这个过程中气体对外所作的功 (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少? 解:(1) 等温过程气体对外作功为 2分 =8.312981.0986 J = 2.72103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 2分 2.20103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体,从初态A出发,沿图示直线过程变到另一状态B,又经过等容、等压两过
2、程回到状态A (1) 求AB,BC,CA各过程中系统对外所作的功W,内能的增量?E以及所吸收的热量Q (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和) 解:(1) AB: =200 J E1=?CV (TBTA)=3(pBVBpAVA) /2=750 J Q=W1+E1950 J 3分 BC: W2 =0 E2 =?CV (TCTB)=3( pCVCpBVB ) /2 =600 J Q2 =W2+E2600 J 2分 CA: W3 = pA (VAVC)=100 J J Q3 =W3+E3250 J 3分 (2) W= W1 +W2 +W3=100 J Q=
3、Q1 +Q2 +Q3 =100 J 2分3. 0.02 kg的氦气(视为理想气体),温度由17升为27若在升温过程中,(1) 体积保持不变;(2) 压强保持不变;(3) 不与外界交换热量;试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功(普适气体常量R =8.31 )解:氦气为单原子分子理想气体, (1) 等体过程,V常量,W =0 据 Q?E+W 可知 623 J 3分 (2) 定压过程,p = 常量, =1.04103 J ?E与(1) 相同 W = Q ?E417 J 4分 (3) Q =0,?E与(1) 同 W = ?E=?623 J (负号表示外界作功) 3分4. 一定量的某
4、单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)已知气体的初压强p1=1atm,体积V1=1L,现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍,然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍,最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为止, (1) 在pV图上将整个过程表示出来 (2) 试求在整个过程中气体内能的改变 (3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量(1 atm1.013105 Pa) (4) 试求在整个过程中气体所作的功 解:(1) pV图如右图. 2分(2) T4=T1?E0 2分 ?5.6102 J 4分 (4) WQ5.6102 J 2分5.1 mol双原子
5、分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p ?V图所示直线变化到状态B(p2,V2),试求: (1) 气体的内能增量(2) 气体对外界所作的功 (3) 气体吸收的热量(4) 此过程的摩尔热容 (摩尔热容C =,其中表示1 mol物质在过程中升高温度时所吸收的热量) 解:(1) 2分 (2) , W为梯形面积,根据相似三角形有p1V2= p2V1,则 3分 (3) Q =E+W=3( p2V2p1V1 ) 2分 (4) 以上计算对于AB过程中任一微小状态变化均成立,故过程中 Q =3(pV) 由状态方程得 (pV) =RT, 故 Q =3RT,摩尔热容 C=Q/T=3R 3分6. 有1 mol刚性多
6、原子分子的理想气体,原来的压强为1.0 atm,温度为27,若经过一绝热过程,使其压强增加到16 atm试求: (1) 气体内能的增量; (2) 在该过程中气体所作的功; (3) 终态时,气体的分子数密度 ( 1 atm= 1.013105 Pa, 玻尔兹曼常量k=1.3810-23 JK-1,普适气体常量R=8.31 Jmol-1K-1 ) 解:(1) 刚性多原子分子 i = 6, 1分 K 2分 J 2分 (2) 绝热 W =E =7.48103 J (外界对气体作功) 2分 (3) p2 = n kT2 n = p2 /(kT2 )=1.961026 个/m3 3分7. 如果一定量的理想
7、气体,其体积和压强依照的规律变化,其中a为已知常量试求: (1) 气体从体积V1膨胀到V2所作的功; (2) 气体体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比解:(1) dW = pdV = (a2 /V2 )dV 2分 (2) p1V1 /T1 = p2V2 /T2 T1/ T2 = p1V1 / (p2V2 ) 由 , 得 p1 / p2= (V2 /V1 )2 T1/ T2 = (V2 /V1 )2 (V1 /V2) = V2 /V1 3分8. 汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体,若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半,则变化前后气体的内能之比 E1E2? 解:据 , 2分得
8、 变化前 , 变化后 2分绝热过程 即 3分题设 , 则 即 3分9. 2 mol氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态,后经等温过程从外界吸取了 400 J的热量,达到末态求末态的压强 (普适气体常量R=8.31Jmol-2K-1) 解:在等温过程中, T = 0 Q = (M/Mmol) RT ln(V2/V1) 得 即 V2 /V1=1.09 3分末态压强 p2 = (V1 /V2) p1=0.92 atm 2分10. 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J,必须传给气体多少热量? 解:等压过程 W= pV=(M /Mmol)RT 1分内能增量 1分双原子分子 1分
9、J 2分11.两端封闭的水平气缸,被一可动活塞平分为左右两室,每室体积均为V0,其中盛有温度相同、压强均为p0的同种理想气体现保持气体温度不变,用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦),使左室气体的体积膨胀为右室的2倍,问外力必须作多少功? 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J,必须传给气体多少热量? 解:设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W1、W2表示,外力作功用W表示由题知气缸总体积为2V0,左右两室气体初态体积均为V0,末态体积各为4V0/3和2V0/3 . 1分 据等温过程理想气体做功: W=(M /Mmol )RT ln(V2 /V1) 得 得 2分现活塞缓慢移
10、动,作用于活塞两边的力应相等,则 W+W1=W2 2分12.一定量的理想气体,从A态出发,经pV图中所示的过程到达B态,试求在这过程中,该气体吸收的热量 .解:由图可得 A态: 8105 J B态: 8105 J ,根据理想气体状态方程可知 ,?E = 0 3分根据热力学第一定律得: J 2分13. 活塞如图,体积为30L的圆柱形容器内,有一能上下自由滑动的活塞(活塞的质量和厚度可忽略),容器内盛有1摩尔、温度为127的单原子分子理想气体若容器外大气压强为1标准大气压,气温为27,求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少?(普适气体常量R = 8.31 Jmol-1K-1)解:开始时气体体
11、积与温度分别为 V1 =30103 m3,T1127273400 K 气体的压强为 p1=RT1/V1 =1.108105 Pa 大气压p0=1.013105 Pa, p1p0 可见,气体的降温过程分为两个阶段:第一个阶段等体降温,直至气体压强p2 = p0,此时温度为T2,放热Q1;第二个阶段等压降温,直至温度T3= T0=27273 =300 K,放热Q2 (1) 365.7 K Q1= 428 J 5分 (2) =1365 J 总计放热 Q = Q1 + Q2 = 1.79103 J 5分14.一定量的理想气体,由状态a经b到达c(如图,abc为一直线)求此过程中 (1) 气体对外作的功
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热力学 基础 算题 答案
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。