大學(xué)物理5熱力學(xué)定律習(xí)題思考題(編輯修改稿)
2025-07-04 17:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 機鍋爐的溫度為，天然蓄水池中水的溫度為，暖氣系統(tǒng)的溫度為，熱機從燃料燃燒時獲得熱量，計算暖氣系統(tǒng)所得熱量。解：由題中知已知條件：，。那么，由卡諾效率：，有：，得：；而制冷機的制冷系數(shù)：，有：考慮到則：，得：，有制冷機向暖氣系統(tǒng)放熱為：∴暖氣系統(tǒng)所得熱量： 。513．如圖，abcda為1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程，求：（1）氣體循環(huán)一次，在吸熱過程中從外界共吸收的熱量；（2）氣體循環(huán)一次做的凈功；（3）證明TaTc=TbTd。解：（1）過程ab與bc為吸熱過程，吸熱總和為：；（2）循環(huán)過程對外所作總功為圖中矩形面積：；（3）由理想氣體狀態(tài)方程：，有：，，∴，有： ；514 如圖所示，一摩爾單原子理想氣體經(jīng)等壓、絕熱、等容和等溫過程組成的循環(huán)abcda，圖中a、b、c、d各狀態(tài)的溫度、均為已知，abo包圍的面積和ocd包圍的面積大小均為A。在等溫過程中系統(tǒng)吸熱還是放熱？其數(shù)值為多少？解：如圖，循環(huán)過程abcda可看成兩個循環(huán)， abo為正循環(huán)，ocd為逆循環(huán)，由于abo包圍的面積和ocd包圍的面積大小均為A，∴循環(huán)過程abcda對外做功為零，則系統(tǒng)完成一個循環(huán)過程后，熱量的代數(shù)和亦為零，即：（1）a →b等壓過程：由圖可見，溫度升高，吸熱：（2）b →c絕熱過程：（3）c →d等容過程：由圖可見，溫度升高，吸熱：（4）d →a等溫過程： ∴，負(fù)號表明放熱。答：在等溫過程d →a中系統(tǒng)是放熱，數(shù)值為。答案：放熱。515．一可逆卡諾機的高溫?zé)嵩礈囟葹?27℃，低溫?zé)嵩礈囟葹?7℃，其每次循環(huán)對外做的凈功為8000J。今維持低溫?zé)嵩礈囟炔蛔?，提高高溫?zé)嵩吹臏囟龋蛊涿看窝h(huán)對外做的凈功為10000J，若兩個卡諾循環(huán)都工作在相同的兩條絕熱線之間。求：（1）第二個熱循環(huán)機的效率；（2）第二個循環(huán)高溫?zé)嵩吹臏囟?。解：根?jù)卡諾循環(huán)效率公式：，而：，有：，由于在同樣的絕熱線之間，且維持低溫?zé)嵩礈囟炔蛔?，他們向低溫?zé)嵩次盏臒崃肯嗟?，所以第二個熱機的效率為：，再考慮到它是通過提高高溫?zé)嵩吹臏囟冗_(dá)到目的的，可利用，有： 516．1mol理想氣體沿如圖所示的路徑由體積變?yōu)?，計算各過程氣體的熵變。其中a為等溫過程，b由等壓過程和等容過程構(gòu)成，c由絕熱過程和等壓過程構(gòu)成。解：(a) 等溫過程，理想氣體內(nèi)能不變，(b) 13為等容過程，32為等壓過程， ，所以 (3) 14為絕熱過程，42為等壓過程狀態(tài)1在同一條絕熱線上，狀態(tài)
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