大學(xué)物理答案第5章-展示頁
2025-01-17 20:56本頁面
【正文】 遞的熱量 QCA。求： （ 1） 在過程 Ⅰ 中的氣體吸收的熱量； （ 2） 整個(gè)過程氣體吸收的熱量。然后經(jīng) 本題 圖示直線過程 Ⅰ 變到 P2=105Pa， V2=2103m3 的狀態(tài)。則 s40s60)4 0 0/2 7 6( ???t 5－ 4 mol 的空氣從熱源吸收了熱量 ?105J，其內(nèi)能增加了 ?105J，在這過程中氣體作了多少功？是它對(duì)外界作功，還是外界對(duì)它作功？ 解： 由熱力學(xué)第一定律得氣體所作的功為 5????? EQW ? 負(fù)號(hào)表示外界對(duì)氣體作功。下一次又如此變化，從而建立遞推關(guān)系。 分析： 抽氣機(jī)每打開一次活門 , 容器內(nèi)氣體的容積在等溫條件下擴(kuò)大了 V，因而 壓強(qiáng)有所降低。設(shè)容器的容積 V0=升，問經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間后才能使容器內(nèi)的壓強(qiáng)由 105 Pa 降為 133Pa。利用理想氣體物態(tài)方程 pV = mRT/M 可以 分別計(jì)算出每天使用氧氣的質(zhì)量 m3 和可供使用的氧氣總質(zhì)量（即原瓶中氧氣的總質(zhì)量 m1 和需充氣時(shí)瓶中剩余氧氣的質(zhì)量 m2 之差），從而可求得使用天數(shù) 321 /)( mmmn ?? 。某小型吹玻璃車間，平均每天用去 m3 壓強(qiáng)為 105 Pa的氧氣，問一瓶氧氣能用多少天？（設(shè)使用過程中溫度不變） 分析： 由于使用條件的限制，瓶中氧氣不可能完全被使用。由分析知湖底處壓強(qiáng)為 ghpghpp ?? ???? 021 。m?3）。利用理想氣體物態(tài)方程即可求解本題。 1 第五章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 5－ 1 在水面下 m深的湖底處（溫度為 ℃），有一個(gè)體積為 105 m3的空氣泡升到湖面上來，若湖面的溫度為 ℃，求氣泡到達(dá)湖面的體積。（大氣壓 P0 = 105 Pa） 分析： 將氣泡看成是一定量的理想氣體，它位于湖底和上升至湖面代表兩個(gè)不同的平衡狀態(tài)。位于湖底時(shí)，氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)可用公式ghpp ??? 0 求出，其中 ?為水的密度（常取 ?? = ?103 kg 解： 設(shè)氣泡在湖底和湖面的狀態(tài)參量分別為（ p1， V1， T1）和 （ p2， V2， T2）。 利用理想氣體的物態(tài)方程可得空氣泡到達(dá)湖面的體積為 ? ? 3510120121212 ?????? Tp VTghpTp VTpV ? 5－ 2 氧氣瓶的容積為 102 m3，其中氧氣的壓強(qiáng)為 107 Pa，氧氣廠規(guī)定壓強(qiáng)降到 106 Pa時(shí)，就應(yīng)重新充氣，以免經(jīng)常洗瓶。從氧氣質(zhì)量的角度來分析。 解： 根據(jù)分析有 RT VMpmRT VMpmRT VMpm 333122111 ??? ；； 則一瓶氧氣可用天數(shù) ? ? ? ? 33121321 ????? Vp Vppm mmn 5－ 3 一抽氣機(jī)轉(zhuǎn)速 ω=400r?min1，抽氣機(jī)每分鐘能抽出氣體 20升。設(shè)抽氣過程中溫度始終不變?；铋T關(guān)上以后容器內(nèi)氣體的容積仍然 為 V0 。 2 解： 抽氣機(jī)抽氣體時(shí)，由玻意耳定律得： 活塞運(yùn)動(dòng)第一次 ： )( 0100 VVpVp ?? 0001 pVVVp ?? 活塞運(yùn)動(dòng)第二次 ： )( 0201 VVpVp ?? 02001002 pVV VpVV Vp ???????? ???? 活塞運(yùn)動(dòng)第 n 次： )( 001 VVpVp nn ??? nn VV Vpp ???????? ?? 0 00 VVVnppn n ??000ln 抽氣機(jī)每次抽出氣體體積 )400/20( ??V ?V 50 ??p Pa133?np 將上述數(shù)據(jù)代入（ 1）式，可解得 276?n 。 5－ 5 1mol 雙原子分子的理想氣體 ， 開始時(shí)處于 P1=105Pa， V1=103m3 的狀態(tài)。后又經(jīng)過程方程為PV1/2=C（ 常量 ） 的過程 Ⅱ 變到壓強(qiáng) P3=P1=105Pa 的狀態(tài)。 解： （ 1）在過程 I 中氣體對(duì)外作的功 2/))(( 12211 VVppA ??? 在過程 I 中氣體內(nèi)能增量 )(25)(25 1122121 VpVpTTRE ????? 在過程 I 中氣體吸收的熱量 JEAQ 311 ???? ? （ 2）在過程 II 中氣體對(duì)外作的功 P O V II I 習(xí)題 5－ 5 圖 1 2 3 3 )(2 2233222 3232 VpVpVdVVppdVA VVVV ???? ?? 由
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