熵概念的拓展与应用.DOCVIP

A 15-1 将103 J的热量传递给标准状态下的4 mol氧气。(1)若容积不变，氧气的压强变为多少?(2)若压强不变，氧气的内能改变多少?(3)若温度不变，氧气的体积变为多少?(4)在上述过程中，哪一过程的内能增加最多?哪一过程对外做功最多? 15-2一定量氢气在保持压强为4.00×105 Pa不变的情况下，温度由0.0 ℃升高到50.0 ℃时，吸收了6.0×104 J的热量。 (1) 氢气的物质的量是多少摩尔? (2) 氢气的内能变化了多少? (3) 氢气对外作了多少功? (4) 如果这氢气的体积不变而温度发生同样变化，它吸收的热量为多少? 15-3 4摩尔的氮气，温度为17 ℃，压强为1标准大气压，被(1)等温压缩和(2)绝热压缩到10标准大气压，分别求这两个过程压缩氮气所作的功和外界向氮气传递的热量。 15-4 2 mol双原子理想气体从标准状态出发经过：(1)等压过程、(2)等温过程和(3)绝热过程，使体积增大到原来的2倍。求：这三种过程中气体吸收的热量、对外作的功和内能的变化。 15-5 有β摩尔的理想气体作如图15-27所示的循环，其和均为常量。已知点的温度为，体积为，点的体积为，为绝热过程。求： (1) 点的温度； (2) 循环的效率。 15-6 1 mol单原子理想气体从标准状态出发，(1) 经等容过程使压强增大2倍；(2) 经等压过程使体积增大2倍；(3)经等温过程使体积增大2倍；(4)经绝热过程使体积增大2倍。求在上述各过程中气体的焓各增加了多少? 15-7 一定量理想气体作卡诺循环，高温热源的温度，低温热源的温度为，已知,，。试求： (1)及； (2)一循环过程中气体作的功； (3)气体从高温热源吸收的热量； (4)循环效率。 15-8 自由度为的理想气体经历如图15-28所示的循环过程，该循环由两个等温过程和两个等容过程所组成，其中均为已知，求循环效率。 15-9 已知冰的比热C1=2.1×103　J·kg -1·K-1，水的比热C2 = 4.2×103　J·kg -1·K-1，在1.013×105　Pa气压下，冰的熔化热λ=3.34×105　J·kg-1，水的汽化热L=2.26×106J·kg-1，求在一个大气压下30g、-40℃的冰变为100℃的蒸汽时的熵变。 15-10一汽车匀速开行时，消耗在各种摩擦上的功率为20　kW。求由于这个原因而产生熵的速率(J·K-1·s-1)是多大?设气温为12　℃。 B 15-11 一热力学系统由图15-29中的a态沿acb过程到达状态b时，吸收了560 J的热量，同时对外作了356 J的功。 (1) 如果它沿adb过程到达状态b，则对外作了220 J的功，它吸收了多少热量? (2) 当它由状态b沿曲线ba返回a状态时，外界对它作了282 J的功，它传递了多少热量?系统是吸热还是放热? 15-12 如图15-30所示，气体处于一由活塞封闭的圆柱容器内，活塞由服从胡克定律的弹簧悬挂。在加热过程中，气体的体积由变到，压强由变到，试在p-V平面画出大致的过程曲线，并求此过程气体所作的功。 15-13 1mol氧，温度为300　K时，体积为2×10-3m3，试计算下列两过程中氧所作的功：(1) 绝热膨胀至体积为20×10-3m3；(2) 等温膨胀至体积为20×10-3m3，然后等容冷却到温度等于绝热膨胀后所达到的温度。(3) 将上述两过程在p-V图上表示出来。 15-14 如图15-31所示，总容积为40 L的绝热容器，中间用一绝热板隔开，隔板重量忽略不计，可以无摩擦地自由升降。A、B两部分各装有1 mol的氮气，它们最初的压强均为1.013×105 Pa，隔板停在中间。微小的电流通过置于B中的电阻R而缓缓加热，直到A中气体体积缩小到一半为止，求在这一过程中：(1) B室气体的过程方程，以气体体积和温度的关系表示；(2) 两部分气体各自的最后温度；(3) B室气体吸收的热量。 15-15 1 mol刚性双原子理想气体，作如图15-32所示的循环，求： (1) AC过程所作的功； (2) AC段吸热和放热过渡点的位置； (3) 该循环的效率。 15-16 一定量的理想气体经历下述准静态循环过程：(1) 由绝热压缩到；(2) 等容吸热由到；(3) 绝热膨胀由到； (4) 等容放热由到。做出该循环的T-V图并计算其循环效率(用绝热压缩比表示)。 15-17 一理想气体作卡诺循环，高温热源为100 ℃，低温热源为0 ℃，在循环过程中对外作净功800 J。现保持低温热源不变，提高高温热源温度，使之对外作净功提高到1 600 J。求： (1) 此时高温热源的温度为多少? (2) 此时热机效率为多少?设这两个循环都工作于相同的两绝热线之