大一热学题(两道大学热力学思考题)

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本文目录

1. 两道大学热力学思考题
2. 应用物理学大一专业课热学的问题,求速度解答急需
3. 大学热学的基础题不会,求大佬指点,写下解题过程
4. 大学热学问题
5. 大学物理 热学问题

两道大学热力学思考题

“理想气体在恒外压下绝热膨胀，因为恒外压，所以Qp=△H；又因绝热，所以Qp=0.由此得出Qp=△H=0”。这一结论是错的

绝热过程Q=0，则有

△U=Q+W=-p外△V，p外恒大于零，膨胀过程△V>0，故△U<0。

△H=△U+△(pV)=-p外△V+△(pV)，系统压强p不是恒量，△(pV)不等于p△V。要讨论△H的大小需对上式作如下变化：△H=-p外△V+△(pV)=-p外V2+p外V1+p2V2-p1V1=p外V1-p1V1，显然p1应大于p外（否则不会膨胀），故△H<0。

【注】不妨假定膨胀仅进行了一点点，即压强仅减小一点点（即p2近似等于p1，但明显大于p外，否则不可这样近似），我们就用外力使气体不再膨胀（例如气缸活塞上加个销子）。则△H=-p外V2+p外V1+p2V2-p1V1=（p2-p外）V2-(p1-p外)V1近似=（p1-p外）V2-(p1-p外)V1=(p1-p外)（V2-V1)>0。

由于绝热，体系和环境没有热交换，Q=0，由于恒容，W=0，所以△U=0.热力学能不变可以这样解释：温度升高，由于没说是理想气体，所以可以理解为分子势能减少了。

应用物理学大一专业课热学的问题,求速度解答急需

图里循环方向没有给出，所以要分开看。

1.做功大小就是图形面积。循环方向为顺时针就是正的，逆时针为负。

2.循环一周回到原点，内能必须没有变。

3.吸热也要看循环方向，

顺时针就看上边到横轴的面积。逆时针就是下边到横轴的面积。

总是就是沿横轴正方向的那个边的积分。（反之就是放热）

4.效率也要看循环方向，顺时针为热机，效率=做功/吸热

逆时针为分为：

制冷机，效率=吸热/做功

热泵，效率=放热/做功

大学热学的基础题不会,求大佬指点,写下解题过程

根据理想气体状态方程，PV=nRT，可以求出氮气的物态参数。其中，n为摩尔数，R为气体常数，T为气体的绝对温度。在压强为1.01×10°Pa时，氮气的体积为V=1.00，因此可以求出氮气的摩尔数：

n=PV/RT=(1.01×10°)×(1.00×10^-3)/(8.31×300)≈4×10^-5mol

根据题目中的数据，可以计算出氮气在摩尔定容条件下的内能变化：

ΔU=nCyΔT=(4×10^-5)×(5/2)×8.31×(1.20×10^-3-1.00×10^-3)≈0.83J

其中，ΔT为氮气的温度变化，Cy为氮气的摩尔定容热容，为5/2R。

(1)当压强不变时，根据理想气体状态方程，PV=nRT，可以得到：

T'=T×V'/V≈360K

因此，氮气的温度增加了60K，根据上面的公式，可以计算出氮气在摩尔定容条件下的内能变化：

ΔU=nCyΔT=(4×10^-5)×(5/2)×8.31×60≈9.95J

可以看出，当压强不变时，氮气的内能变化更大。这是因为在体积膨胀的过程中，氮气的温度增加了，导致氮气分子的平均动能增加，从而使氮气的内能增加。

(2)当绝热变化时，意味着氮气的内能不发生改变，即ΔU=0。根据绝热条件下的热力学第一定律，ΔU=Q-W，其中Q为吸热量，W为做功。由于绝热条件下不吸收热量，因此Q=0，所以W=0。因此，氮气在绝热变化的过程中不做功，体积膨胀的能量全部转化为氮气内能的增加，即ΔU=0。

大学热学问题

初态压强为p1p1V1=RT1R为普适气体常数

等温膨胀，气体内能不变，对外做功，需要吸收热量。吸收的热量Q等于对外做的功。

Q=-W=-∫pdV=RT1∫(1/V)dV=-RT1ln(V2/V1)积分上、下限分别是V2、V1

其中用到pV=RT1p=RT1/V

熵变为S=Q/T1=-Rln(V2/V1)

(2)设这样的一个过程，先经历等压膨胀由A(p1V1T1)膨胀到B(p1V2T2)，在等压压缩到C(p2V2T1)状态。

根据热力学第一定律dU=pdV+dQ

先计算从A到B的熵。理想气体内能dU=kdTk是一个比例常数

S（AB）=∫(dU-pdV)/T=∫(k/T)dT-∫p/TdV=∫(k/T)dT-∫R/VdV

（用到了pV=RTp/T=R/V）对上式积分，T的积分限为T1和T2，V的积分限为V1和V2。

S（AB）=kln(T2/T1)-Rln(V2/V1)

从B到C，体积不变，pdV=0.dQ=dU

S(BC)=∫dQ/T=∫dU/T积分下限为T2，上限为T1，

S（BC）=kln(T1/T2)

所以S=S（AB）+S（BC）=-Rln(V2/V1)

大学物理 热学问题

(1)（该句说的不清楚。）

（2）不能相交。不能相切。不能相交。不能相切。利用反证法，假设可以，在同一张p-v图上你可以找到第三条线（前一问为绝热线，后一问为等温线）与两条线均相交，即构成一个类似于卡洛循环的循环，其所围成的图形的面积即为该循环对外所做的功，又该循环只与单一热源接触，因而得出的结论与开尔文描述（热力学第二定律，即：不可能从单一热源吸热使之全部对外做功而不引起其他变化。）相违背。

（3）不矛盾。热机的效率不是100%，由热力学第二定律可知：由单一热源吸得的热不能全部转换为对外的功而不引起其他变化，卡洛循环（其效率<100%）完全符合条件。

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