大学物理学第版 修订版北京邮电大学出版社上册第八章习题答案

[答案：

2i?2i； 。Qp?vCp?T?vR?T，Ap?p(V2?V1)?vR?T，i?2i?22i?Ep?vCV?T?vR?T。]

2(3) 一理想卡诺热机在温度为300 K和400 K的两个热源之间工作。若把高温热源温度提高100 K，则其效率可提高为原来的________倍； 若把低温热源温度降低100 Ｋ，则其逆循环的致冷系数将降低为原来的________倍。

13T2T2及e?可得。]

T1?T2T1[答案：1.6 ； 。由??1?(4) 绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀，达到平衡后气体的内能 ，气体的熵 ． (增加、减小或不变)．

[答案：不变; 增加。绝热自由膨胀中，A=0，Q=0，由热力学第一定律Q??E?A得?E=0；绝热自由膨胀为不可逆过程，熵增加。]

(5) 1 mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变到V2． 当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量?S = ____________．当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量?S = ______________． [答案：0 ; RlnV2. 绝热系统中无限缓慢的膨胀是可逆过程，故?S =0； V1等温膨胀， ?S??2122RTdVVdQpdV?Rln2] ????11V1TTVT8.3 下列表述是否正确?为什么?并将错误更正．

（1）?Q??E??A （2）Q?E??pdV

Q2Q （4）?不可逆?1?2 Q1Q1（3）??1?答：(1)不正确，因热量和功是过程量，而内能是状态量，应写成Q??E?A。

(2)不正确，理由同(1), 应写成Q?ΔE??pdV

Q2 Q1(3)不正确，热机效率都应写成??1?(4)不正确，理由同(2), ?不可逆?1?Q2 Q18.4 P-V图上封闭曲线所包围的面积表示什么?如果该面积越大，是否效率越高?

A净Q1答：封闭曲线所包围的面积表示循环过程中所做的净功．由于??效率不一定高，因为?还与吸热Q1有关．

，A净面积越大，

8.5 有三个循环过程，如题8.5图所示，R>r, 指出每一循环过程所做的功是正的、负的，还是零，说明理由．

答：在P—V图中，系统对外作功的多少等于曲线所包围的面积，且顺时针循环作正功，逆时针循环作负功。各图中整个循环分两部分，故净功为：Aa>0, Ab<0，Ac=0。 8.6 用热力学第一定律和第二定律分别证明，在P-V图上一绝热线与一等温线不能有两个交点。

p

证明：(1)由热力学第一定律有 若有两个交点a和b，则

经等温a?b过程有 ?E1?Q1?A1?0 经绝热a?b过程 ?E2?A2?0

从上得出?E1??E2，这与a,b两点的内能变化应该相同矛盾．

(2) 若两条曲线有两个交点，则组成闭合曲线而构成了一循环过程，这循环过程只有吸热，无放热，且对外做正功，热机效率为100%，违背了热力学第二定律． 8.7. 一循环过程如题8.7图所示，试指出：

(1) ab,bc,ca各是什么过程；

(2) 画出对应的p-V图； (3) 该循环是否是正循环?

(4) 该循环做的功是否等于直角三角形面积?

(5) 用图中的热量Qab, Qbc , Qac表述其热机效率或致冷系数．

解：(1) 从图知ab是等体过程

bc过程为等压过程。对于bc,有V=KT，K为斜率, 由 pV?vRT 得 p? 从图知ca是等温过程 (2)p?V图，如题8.7/图

vR=常数 K