热力学第一定律习题.ppt

1.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：I（abcda）和 II（abcda），且两条循环曲线所围面积相等。设循环的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为 Q，循环 II 的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，则,B,（A）,QQ,（B）Q,（C）,QQ,（D）,QQ.,2.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为S1和S2，则二者的大小关系是：,（A）S1S2；（B）S1=S2；（C）S1S2；（D）无法确定。,B,3.一定的理想气体,分别经历了上图的 abc 的过程,（上图中虚线为 ac 等温线）,和下图的 def 过程（下图中虚线 df 为绝热线）,判断这两个过程是吸热还是放热。,A,（A）abc 过程吸热,def 过程放热；（B）abc 过程放热,def 过程吸热；（C）abc 过程和 def 过程都吸热；（D）abc 过程和 def 过程都放热。,4.一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程；AC 等温过程；AD 绝热过程,其中吸热最多的过程,A,（A）是 A B；（B）是 A C;（C）是 A D；（D）既是 A B 也是 A C,两过程吸热一样多。,5.0.02kg 的氦气（视为理想气体）,温度由 17C 升为27 C,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、外界对气体作的功。,6.温度为 25C、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(1)计算这个过程中气体对外的功.(2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍,那么气体对外做的功又是多少?摩尔气体常数,解：（1）等温过程气体对外作功为,（2）绝热过程气体对外作功,7.一定质量的理想气体,由状态a经b到达c,（如图,abc为一直线）求此过程中。（1）气体对外做的功；（2）气体内能的增加；（3）气体吸收的热量；(1atm=1.013105Pa).,8.汽缸内贮有 36g 水蒸汽(视为理想气体),经abcda 循环过程如图所示.其中 a-b、c-d 为等容过程,b-c 等温过程,d-a 等压过程.试求:,(1)Wda=?(2)DEab=?(3)循环过程水蒸气作的净功 W=?(4)循环效率 h=?,(注:循环效率 h=W/Q1,W为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q1 为循环过程水蒸气吸收的热量,1atm=1.013105Pa),解:水的质量,水的摩尔质量,9.一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，AB 和 CD 是等压过程，BC和 DA 是绝热过程。已知：TC=300K，TB=400K。试求：此循环的效率。,解：,根据绝热过程方程得到：,10.如图所示，abcda为 1 mol单原子分子理想气体的循环过程，求：(1)气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；(2)气体循环一次做的净功；(3)此循环的效率。,解：（）过程 ab 和 bc 为吸热过程。,(2)气体循环一次做的净功为图中矩形面积,（3）循环效率,11.如图示，有一定量的理想气体，从初状态 a（P1,V1）开始，经过一个等容过程达到压强为 P1/4 的 b 态，再经过一个等压过程达到状态 c,最后经等温过程而完成一个循环，求该循环过程中系统对外作的功 A净 和净吸热量 Q。,解：设状态 C 的体积为 V2，则由 a、c 两状态的温度相同，故有，,又：循环过程,而在 ab 等容过程中功,在 bc 等压过程中功,在 ca 的过程,在整个循环过程系统对外作的功和吸收的热量为,负号说明外界对系统作功、系统对外放热。,12.1mol 单原子分子理想气体的循环过程如T-V图所示，其中C点的温度为 Tc=600K.试求：,（1）ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；,（2）经一循环系统所作的净功；,（3）循环的效率。,（注：循环效率h=W/Q1，W为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，1n2=0.693）,解：单原子分子的自由度i=3。从图可知，ab是等压过程，,（2）,（3）,