诚学院 大学理规范作业 28 字第二定律单元练习
1 热力学第一定律单元练习 至诚学院 大学物理规范作业 总（28）
填空题 1.气体经历如图所示的一个循环过程,在这个循环中, 外界传给气体的热量是90J。 解:系统对外所作的功等于曲线所包围的面积 A=(4-1)×(40-10)=90( PON/m2) 循环过程△E=0 10 Q=A=90(
2 1.气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循环中， 外界传给气体的热量是 J。 解：系统对外所作的功等于曲线所包围的面积 A = (4 −1)(40 −10) = 90(J ) Q = A = 90(J ) 90 一、填空题 循环过程 E = 0
2.一定量的理想气体经历循环过程用图示VT曲线表示, 则此循环过程中,气体从外界吸热的分过程是: ab,bc过程。 解:c→>a等压降温 △Ec等容升温 △E>0,A=0,Q>0 a→>b等温膨胀 △E=0,4>0,Q>0
3 2.一定量的理想气体经历循环过程用图示V-T曲线表示， 则此循环过程中，气体从外界吸热的分过程是： 过程。 解：c→a 等压降温 E 0 , A 0 ,Q 0 b→c 等容升温 E 0 , A = 0 ,Q 0 a→b 等温膨胀 E = 0 , A 0 ,Q 0 ab , bc
3.如图,一定量理想气体的内能E和体积V变化关系为 直线,直线延长线经过0点,则该过程为等压过程。 (填:等容、等压或等温)。 E 解:依题意E DsCC为常数 又∴E=WRT=:P ETC P P
4 3.如图，一定量理想气体的内能E和体积V变化关系为一 直线，直线延长线经过0点，则该过程为 过程。 (填：等容、等压或等温) 。 解：依题意 等压 C dV dE = 又 RT i E 2 = C为常数 PV i 2 = P i dV dE 2 = 即 P i C 2 =
4.1mo双原子理想气体由初态po、V开始,吸收热量 Q0=2pvo后到达终态。(1)若为等温过程,则终态 体积=e10;(2)若为等体过程,则终态压 强=1.81;(3)若为等压过程,则终态内能 55 14 解:(1)等温过程 Q=VRTohn,=pooh=2poo v=evo (2)等体过程 5 Q=C,m(T1-70)=vR(T-7)=(pV1-P0V) 即。(P2V1-p010)=2p010,又∵:V=V B1=1.8, 5
5 4. 1mol双原子理想气体由初态po、Vo开始，吸收热量 Qo=2poVo后到达终态。（1）若为等温过程，则终态 体积＝ ；（2）若为等体过程，则终态压 强＝ ；（3）若为等压过程，则终态内能 ＝ 。 解： 0 2 e V （1）等温过程 0 0 0 1 0 0 0 1 0 ln ln 2 p V V V p V V V Q =RT = = 0 2 V1 = e V （2）等体过程 即 ( ) 2 5 ( ) 2 5 ( ) Q =Cv,m T1 −T0 = R T1 −T0 = p1 V1 − p0 V0 ( ) 2 , 2 5 p1 V1 − p0 V0 = p0 V0 又V1 =V0 8 0 1. p 0 0 14 55 p V o p 1.8p 1 =
(3)等压过程 Q=Cpm(T1-10)=vR(71-70)=(D1-P0V0) E=V T=-VRT , 55 1420
6 1 0 7 11 V = V 1 , 1 1 1 1 2 2 pV i RT i E =Cv m T = = （3）等压过程 ( ) 2 7 ( ) 2 7 ( ) Q =CP,m T1 −T0 = R T1 −T0 = p1 V1 − p0 V0 0 0 0 0 14 55 7 11 2 5 = p V = p V
二、计算题 1.将400的热量传给标准状态下的2mo氢气。(1)若 温度不变,氢气的压强、体积各变为多少?(2)若压 强不变,氢气的温度、体积各变为多少?(3)若体积 不变,氢气的温度、压强各变为多少?哪一过程中它做 功最多?为什么?哪一过程中内能增加最多?为什么? 解:标准状况即压强为一个大气压,温度为零摄氏度, 2MO1氢气体积为44.8L (1)Q=A=RTh2=400J V2=eV1=1.1×448=4928() 0.9(1m)
7 二、计算题 1.将400J的热量传给标准状态下的2mol氢气。（1）若 温度不变，氢气的压强、体积各变为多少？（2）若压 强不变，氢气的温度、体积各变为多少？（3）若体积 不变，氢气的温度、压强各变为多少？哪一过程中它做 功最多？为什么？哪一过程中内能增加最多？为什么？ 解：标准状况即压强为一个大气压，温度为零摄氏度， 2Mol氢气体积为44.8L J V V Q A RT ln 400 1 2 （1） = = = 1.1 44.8 49.28( ) 1 0.088 2 V = e V = = l 0.9( ) 1.1 1 1 2 1 1 2 atm V V V PV P = = =
(2)压强不变 Qn=C△T=2×R△T=400J 400 T=T,+ 280K ZR 459(1) 7 (3)体积不变 Q1=Cr△T=2×RAr=400 400 283K 5R P =1.04(m)
8 （3）体积不变 （2）压强不变 Q C T R T J p p 400 2 7 = = 2 = K R T T 280 7 400 2 = 1 + = 45.9( ) 1 1 2 2 l T VT V = = Q C T R T J V V 400 2 5 = = 2 = K R T T 283 5 400 2 = 1 + = 1.04( ) 1 1 2 2 atm T PT P = =
根据热力学第一定律Q=A+△E 由于各过程Q相同,所以要使做功最多,则△E 越小越好 所以做功最多的为等温过程 由于等体过程前后温差最大 所以内能增加最多的为等体过程
9 根据热力学第一定律 Q = A+ E 由于各过程Q相同，所以要使做功最多，则 越小越好 E 所以做功最多的为等温过程 由于等体过程前后温差最大 所以内能增加最多的为等体过程
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、等压两过程 回到初态A。(1)求A→B,B→C,C→A各过程中系统对 外做的功、内能增量及所吸收的热量。(2)整个循环 过程中系统对外所做的总功以及从外界吸收的总热量。 P(×105Pa) 解:(1)ABC=0i=3 OBc=AEBC20 BB )=-600J 2 ACA=PAV=PC(VA-VO)=-100J C +2 QcA=Cn△T i△T==(P4-PVC) 250() △ECA=Q-A=-150 10
10 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、等压两过程 回到初态A。（1）求A→B, B→C,C→A各过程中系统对 外做的功、内能增量及所吸收的热量。（2）整个循环 过程中系统对外所做的总功以及从外界吸收的总热量。 ABC = 0 A P V P V V J CA = = C ( A − C ) = −100 E Q A J CA = − = −150 = −250(J ) ( ) 2 5 2 2 CA P R T PA VA PC VC i Q C T = − + = = ( 10 ) 5 P Pa ( 10 ) 3 3 V m − 2 0 3 1 1 2 A B C 解：（1） PV P V J i QB C EB C ( c c B B ) 600 2 = = − = − i = 3