【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓為： PaVVpp 552112 ?????? 熵的變化為： KkJppmRT TcS p / 12g21 ??????? ? 35 解：由于活塞和氫氣側(cè)氣缸均是絕熱的，所以氫氣在過(guò)程中沒(méi)有從外界吸入熱量，可看可逆絕熱過(guò)程，所以氫氣的終溫為： KppTT k k ) (288)( 2112 ???? ??氫氫氫氫 根據(jù)狀態(tài)方程可得到終態(tài)時(shí)氫氣的體積： 35512212 mTp TVpV ＝＝＝氫氫氫氫氫氫 ?? ??? 所以，空氣終態(tài)的體積為： 32 1 3 6 mV ＝－＝空 故空氣的終溫為： 07 14V 551112空22空 ??? ?????空空空空 Vp TpT 把空氣和氧氣作為熱力學(xué)系統(tǒng)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得到外界加入的熱量為： JTTRTRVpTTcTRVpTTRkmTTcmUUUQggvggv)12884157(7 1 5 9 288287)()()(11)(5512111121111212????????????????????????－（＋）＝－＝－＝氫氫氫氫氫氫氫空空空空空空空氫氫氫氫空空空空氫空 36 解：選取氣缸中的空氣作為研究的熱力學(xué)系統(tǒng)，系統(tǒng)的初壓為： PaAGpp b 54511 ????????? ? 當(dāng)去掉一部分負(fù)載，系統(tǒng)重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，其終壓為： PaAGpp b 54522 ????????? ? 過(guò)程可看作可逆絕熱膨脹過(guò)程，所以： 331. 4/124/k12112 ) (101010100)( mppVV ??? ???????? KppTT kk 17267.)(300)( 1. 4/0. 411212 ???? ? 所以，活塞的上升距離為： cmA VVL 4 3312 ?? ????? ? ?? 37 解： ⑴ 定溫： KTT 30321 ?? ，由理想氣體的狀態(tài)方程可得到初終態(tài)的體積： 3611g1 3032876 mp TmRV ?? ???? 3622g2 . 3032876 mp TmRV ?? ???? 所以氣體對(duì)外所作的功和吸收的熱量分別為： kJVVTmRVpW gVV 2257 21 12121 ??????? ? kJWQ 225 7 3 .???? ⑵ 定熵：相當(dāng)于可逆絕熱過(guò)程，氣體對(duì)外所作的功和熱量分別為： kJppVpkkVpW kkVV135])31(1[ . 4 ])(1[1d31121121???????????????? 0?Q 終溫為： KppTT kk 4122 1.)(303)( 1. 4 11. 411212 ???? ?? ⑶ n=：為多方過(guò)程，根據(jù)過(guò)程方程可得到氣體的終溫為： KppTT nn )(303)( 21./1212 ???? ? 氣體對(duì)外所作的功和熱量分別為： kJppn TmRW nng ])31(1[121. 3032876])(1[1 121 ????????? ?? kJn knTTmcQ V )()( 12 ???????????? 3－ 7解：（ 1）如果放氣過(guò)程很快，瓶?jī)?nèi)氣體來(lái)不及和外界交換熱量，同時(shí)假設(shè)容器內(nèi)的氣體在放氣過(guò)程中，時(shí)時(shí)處于準(zhǔn)平衡態(tài)，過(guò)程可看作可逆絕熱過(guò)程，所以氣體終溫為： KppTT k k ) (293)( 2112 ???? ?? 瓶?jī)?nèi)原來(lái)的氣體質(zhì)量為： kgTR Vpmg 51111 ?? ????? 放氣后瓶?jī)?nèi)氣體的質(zhì)量為： .55 5222 ?? ????? TR Vpmg 所以放出的氧氣質(zhì)量為： kgmmm ?????? （ 2）閥門關(guān)閉后，瓶?jī)?nèi)氣體將升溫，直到和環(huán)境溫度相同，即 KT 2933 ? ,壓力將升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得到，最終平衡時(shí)的壓力為： PaTTpp 552323 ?????? （ 3）如果放氣極為緩慢，以至瓶?jī)?nèi)氣體與外界隨時(shí)處于熱平衡，即放氣過(guò)程為定溫過(guò)程，所以放氣后瓶?jī)?nèi) 的氣體質(zhì)量為： kgTR Vpmg 52222 ?? ????? 故所放的氧氣比的一種情況多。 38 解：理想氣體可逆多變過(guò)程對(duì)外作的功和吸收的熱量分別為： kJTT knqkJTTn RwVg2)(12)(11221????????? 兩式相除，并考慮到 1??kRc gV，可得到： 51???nkk 由多方過(guò)程的過(guò)程方程可得到： .49413)/l n(1 57 3)/l n(3 331)/l n( )/l n(1 21 12122111 ??????? ?? VV TTnVTVT nn 所以有： ?k 把 n 值帶入多方過(guò)程功的表達(dá)式中，可求出： KkgJTT nwR g ./ )()1( 321 ?? ????? ?? 所以有： KkgJk Rc gV ./ ????? kgKJcRc VgP ./6 9 1 1 2 9 78 9 1 3 0 ????? 3－ 10 解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，每小時(shí)產(chǎn)生煙氣的體積為： hmpTT VpV / 10500101325 36221 112 ???????? 所以可得到煙囪出口處的內(nèi)直徑為： mDVcD 22 ????? 3－ 11解：因?yàn)榧俣ㄈ細(xì)饩哂欣硐霘怏w的性質(zhì)，查空氣平均比定壓熱容表得： )./(900)./()./(1210200201122121KkgkJtttctccKkgkJcCtKkgkJcCttPtPttPtPtP?????????????時(shí)，時(shí)，?? 所以過(guò)程中燃?xì)獾撵刈優(yōu)椋?kgJppRTTcppRTTcsgPgP/ lnlnlnd121221 12??????????? ? 由于熵減少，對(duì)于可逆過(guò)程，熵減少意味著過(guò)程是放熱過(guò)程 3－ 12 解：根據(jù)剛性容器 A 和彈性球 B 中氣體的初態(tài)參數(shù)，可求出 A 和 B 中包含的氣體質(zhì)量分別為： kgmmmkgTRVpmkgTRVpmBABgBBBAgAAA300287 0 3 30028766＝＋＝總???????????? 打開(kāi)閥門，重新平衡后，氣體溫度 T 依然保持不變，球內(nèi)壓力 p （也即總壓力）和球的直徑成正比， 故設(shè)： 361 DVcDp ??? ， 帶入彈性球 B 的初始體積和壓力值可得到： 356 /1044 1010 mNDpc ????? 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有： 34361)61(mDcTRmDVDTRmVDcDTRmpV gAgAg????????得到：帶入數(shù)值，通過(guò)疊代可總總總 ?? 所以，球 B 終態(tài)的壓力和體積分別為： 3355mDVPacDp????????? 3－ 13 解：假設(shè)氣體的定壓和定容比熱容都是常數(shù)，首先計(jì)算此理想氣體的氣體常數(shù)和定壓、定容比熱容： )./()./(62010700)./(2983143kgKJcRckgKJTuckgKJMRRVgPVg???????????? 所以其焓變和熵變分別為： kg kJ v v R T T c s kg kJ T c h g V P / 00 . 808 593 1213 ln 03 . 1 12 9 ln ln / 75 . 877 620 72 . 1415 1 2 1 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 314 解：設(shè)氣體的初態(tài)參數(shù)為 111 VTp 、 ，終態(tài)參數(shù)為 222 VTp 、 。 ⑴ 可逆絕熱膨脹：根據(jù)過(guò)程方程可得到終溫： KvvTT k )21(340)( ???? ?? 氣體對(duì)外所作的功和熵變分別為： 0 )()( 21,?? ???????s kJTTnCW mV ⑵ 氣體向真空自由膨脹：氣體對(duì)外不作功，且和外界無(wú)熱量交換，故內(nèi)能不變，由于理想氣體的內(nèi)能和焓均是溫度的單值函數(shù)，所以氣體溫度保持不變，焓也保持不變，即 0 34012 ?? ??h KTT 過(guò)程 中氣體熵變?yōu)椋? KJvvccTTvvRTTSmVmPVV/]ln)(ln[)lnln(12,121212?????????? 315 解： ⑴ 按定值比熱容計(jì)算： 空氣可看作是雙原子分子氣體，故有： )./(???? )./(???? 根據(jù)可逆絕熱過(guò)程的過(guò)程方程，可得到終態(tài)壓力為： MP aTTp k k )300480(p)( 0. 41. 411122 ???? ? 內(nèi)能和與外界交換的功量分別為： kgkJTcu V /061 2 9 .1 8 00 .7 1 7ΔΔ ???? kgkJuw /129Δ ???? ⑵ 按空氣熱力性質(zhì)表的數(shù)據(jù)計(jì)算：查表得 kgkJuCt kgkJuCt / / 2211 ???? ??通過(guò)差值有 所以有： kgkJuw kgkJuuu / / ????? ?????? 316 解：首先把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量值轉(zhuǎn)換為入口狀態(tài)下和出口狀態(tài)下的體積流量值： hmpTT mpmhmpTT mpm/ 543273 108000101325/ 293273 10800010132532223111??????????????標(biāo)標(biāo)標(biāo)體標(biāo)標(biāo)標(biāo)體 轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量為： skghkgTR mpmg/?????＝＝＝標(biāo)體，標(biāo)標(biāo)質(zhì) 根據(jù)開(kāi)口系統(tǒng)的能量方程，忽略進(jìn)出口宏觀動(dòng)能和勢(shì)能的變化并考慮到氣體流動(dòng)時(shí)對(duì)外不作軸功，故有煙氣每小時(shí)所提供的熱量為： ）（質(zhì) 12 hhmQ ?? ? （ 1）用平均定壓質(zhì)量比熱容數(shù)據(jù)計(jì)算 查表并通過(guò)插值可得到： )./( )./()./(2 7 0202 7 00200KkgkJcKkgkJcKkgkJcPPP?? ?????? 所以有： hkJhhmQ / 6712 ?????? ? ）（質(zhì) （ 2）將空氣視為雙原子理想氣體，用定比熱容進(jìn) 行計(jì)算 )./(???? 所以有： hkJhhmQ / 05 656 96 6712 ?????? ? ）（質(zhì) 317 解：混合后各成分的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 122 ?????? mm mcoco ?? 37550 22,11, 222 ?? ??????? mm mm ooo ??? 21122 ????? mm mOHOH ?? 2N ?? ???? 折合分子量為： 2 8 . 8 5280 . 7 6 1180 . 0 2320 . 1 6 3440 . 0 5 6 11ii?????? ?MM ? )./( KkgJMRR g ??? 318 解：體積分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)： 2 9 . 7 2180 .0 4280 .7 9320 .0 5440 .1 2 ?????????? ? ii MM ? )./( KkgJMRMRR iig ???? ? ? 體積流量為： hmpTT mpm /106 . 2 8100 . 9 8553273 1010301 0 1 3 2 5 355322 ????????????標(biāo)標(biāo)標(biāo)體，標(biāo) 319 解：根據(jù)混合理想氣體的狀態(tài)方程有： )./(226 6105 5g KkgJTpvR ????? .RRM g ??? 又因?yàn)椋? ??ii1MM ? 1i ??? 聯(lián)立求解得到： 40 .2 9,60 .7 0 22 CON ?? ?? 320 解： ⑴ 該未知?dú)怏w的氣體常數(shù) gR 及摩爾質(zhì)量 M： 根據(jù)混合理想氣體狀態(tài)方程可得： K)/(028 6 ??? ???? kgJmTp